多孔硅基材料的温和条件合成及吸附性能

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:lurnay
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近年来,随着化学纤维织物的发展,染料的种类和性能也在不断增加,这给印染废水的处理带来极大的困难。传统的处理方法主要有吸附法、电解氧化法、和生物方法等。本文设计合成了一种多孔硅基材料(PSM),整个体系为近中性,该材料具有较大的比表面积和大量均匀的孔径,这使得材料对染料的吸附性能大大提高,研究具有一定的理论意义和应用价值。具体结果如下:在温和的条件下,采用溶胶-凝胶法制备了多孔硅基材料,并利用TEM、SEM、氮气吸附、XRD对样品形貌和结构进行了表征。结果显示,材料形状呈片状,具有大量的孔,所制备材料的BET 比表面积为320.7 m2/g,孔径大小为4.9 nm,实验成功制备了多孔硅基材料。本文讨论了所制备的多孔硅基材料(PSM-n,n=1~5)对亚甲基蓝(MB)、中性红(NR)和刚果红(CR)三种染料的吸附性能。结果显示,PSM对亚甲基蓝和刚果红染料的吸附过程均符合Langmuir吸附等温线,当染料初始浓度为40 mg/L时,PSM-4吸附MB、CR的理论最大吸附量分别为97.2 mg/g、18.5 mg/g,PSM对中性红染料的吸附过程均符合Freundlich吸附等温线,而动力学模型分析表明PSM对三种染料的吸附行为均符合准二级动力学模型。此外,吸附热力学研究表明PSM对三种染料的吸附过程均为放热反应。实验探讨了该材料对不同类型染料的吸附、解吸和再生性能。实验结果显示:PSM对MB、NR两种种染料吸附性能良好,解吸效果一般;对CR染料吸附效果一般,解吸效果尚可;再生5次后PSM仍具有良好的再生性能,尤其是NR染料,去除率最终保持在96%左右,可实现多次循环利用,是一种良好的吸附材料。结果表明,所制备的多孔硅基材料对亚甲基蓝(MB)、中性红(NR)染料具有良好的吸附性能和再生性能,有望在环境修复领域得到应用。
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