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功能化介孔SiO_2材料的制备、表征及应用研究

朱延方

  功能化介孔材料由于具有大的比表面积,可控的孔径大小和孔径分布,良好的热和机械稳定性以及其特殊的功能性特征,使其在电化学、生物化学、生物医疗、催化等方面有着广泛的应用前景。近年来,利于功能化介孔材料吸附处理重金属离子也受到越来越多研究者的关注。本文主体介绍了介孔二氧化硅材料的制备以及其氨基功能化,并且研究了其在吸附领域的应用。另外初步研究了纳米Fe/Ni双金属材料的制备及其对三氯乙烯的催化降解效用。主要研究工作如下:1、我们首先通过水包油微乳模板法以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,1,3,5—三甲基苯(TMB)为扩孔剂,正硅酸乙脂为硅源,制得了具有较大比表面积的介孔SiO_2材料制得了介孔二氧化硅材料。随后,通过后嫁接法成功将γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(ATES)接枝于介孔SiO_2材料孔道内。借助于SEM、XRD、FT-IR和N_2低温吸附—脱附等表征手段对材料进行了表征的结果表明:该材料(AF-MCFs)非常疏松,具有囊泡状结构;孔径在1.5~7nm之间分布(平均孔径为3.3nm),比表面积为562m~2/g,氨基已经成功接枝于介孔二氧化硅孔道内部。2、氨基功能化介孔二氧化硅材料对水溶液中Cr~(6+)的吸附性能研究结果表明:材料表面的氨基基团对Cr~(6+)的吸附起主要作用,最大吸附量可达2.32mmol/g。该材料的吸附性能随溶液pH值的降低明显增强,并且吸附反应进行异常迅速(平衡时间不超过10分钟)。另外,吸附饱和的功能化材料可经酸洗回收,材料的回用效果为初始的90%以上。该功能性材料对金属离子较强的吸附性及其可重复使用性,使其成为废水处理中极具应用前景的吸附剂。3、以水包油微乳模板法制得的介孔二氧化硅材料为基体,采用化学湿法制得纳米Fe/Ni双金属材料,并通过SEM、TEM、XPS等手段对其进行表征。结果表明:Fe/Ni双金属可均匀吸附在介孔材料表面,粒径尺寸均在纳米范围之内。通过对水溶液中三氯乙烯的催化降解研究表明:纳米尺寸的Fe/Ni双金属材料对三氯乙烯的降解具有良好的效果。……   
[关键词]:氨基功能化介孔SiO_2;Cr~(6+);三氯乙烯;硅烷偶联剂
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:汕头大学2006年
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