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《南京师范大学》 2017年
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超支化聚酰胺/介孔分子筛复合材料的设计制备及其在废水中的应用

高健  
【摘要】:近年来,随着工业化快速发展,环境污染问题变得越来越严重,其中重金属离子和染料水污染问题尤为突出。水资源与一切生命息息相关,而水中含重金属离子和染料浓度过高会严重危害到人类及大自然一切有生命力的动植物,因此,针对废水中重金属离子和染料污染的治理具有重大意义。目前,国内外处理废水中主要的化学方法为化学沉淀法和电解法,然而都存在着一些局限性,如操作条件苛刻、用量大以及低浓度废水处理效果差等。因此,为了提高处理废水的吸附效率、简化操作方法,本论文采用超支化聚酰胺作为模板剂制备出超支化聚酰胺/价孔分子筛复合材料HPAMn,并将其作为吸附剂应用于废水中重金属离子和染料甲基橙的吸附研究。主要内容如下:通过一步法水热合成制备超支化聚酰胺/价孔分子筛复合材料HPAMn,并对其结构进行表征,以重金属离子铜、铅、镉、汞、银和染料甲基橙为研究对象,研究超支化聚酰胺/介孔分子筛复合材料HPAMn的吸附行为。1.采用不同质量比例的超支化聚酰胺(PAMAM-NH2)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过简单的水热合成法制备超支化聚酰胺/价孔分子筛复合材料,并通过透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、Zeta电位、氮气吸附脱附(BET)等手段对超支化聚酰胺/介孔分子筛复合材料进行形貌、组成和结构的表征,实验结果表明:基于不同含量超支化聚酰胺为模板剂合成的超支化聚酰胺/介孔分子筛复合材料形貌均呈球形,颗粒大小约为60-130nm,均具有较大的比表面积,且随着超支化聚酰胺含量的增加其表面正电性增加。2.将以不同质量比例的超支化聚酰胺为模板剂合成的超支化聚酰胺/介孔分子筛复合材料HPAMn应用于废水中重金属铜、铅、镉、汞及银离子的吸附,并探究吸附时间、不同重金属离子溶液初始浓度、不同pH值的重金属离子溶液等因素对吸附效果的影响,实验结果表明:以模板剂超支化聚酰胺质量分数为45%所合成的超支化聚酰胺/介孔分子筛复合材料HPAM45对重金属离子铜、铅、镉、汞及银吸附量最大,且对重金属铅离子吸附量最大;重金属离子溶液初始浓度对吸附效率有明显的影响,当重金属离子初始浓度为500 ppm时,吸附量可达到最大,不同吸附时间对重金属离子吸附也有明显的影响,当吸附时间为12h时达到吸附平衡,超支化聚酰胺/介孔分子筛复合材料对重金属离子的吸附行为符合扩散动力学,复合材料循环利用性好。3.HPAM45对染料甲基橙的吸附结果表明,在常温下,当溶液pH为7时,初始浓度为600 ppm,吸附时间为12h时,HPAM45吸附量最大且吸附过程符合Freundlichisotherm模型,吸附动力学满足二级动力学方程。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O647.33;X703

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