介孔氧化锆的制备及其吸附性能研究

【摘要】： 介孔氧化锆不仅具有介孔材料比表面积大、孔径均一的特点,而且同时具有酸性与碱性表面中心,又是P型半导体,易于产生氧空穴,因而具有良好的吸附性能,在污水处理和催化剂载体方面有广阔的应用前景。因此研究介孔氧化锆的制备和吸附性质有很重要的意义。本文以国产廉价的十二烷基磺酸钠做模板剂,ZrOCl2·8H2O做锆源,利用简单的水热法和溶胶-凝胶法,制备出了有序介孔氧化锆,并对它的吸附性质进行了初步研究。 概括起来本文主要研究内容包括: 一、利用水热法制备介孔氧化锆,讨论了制备介孔氧化锆所需表面活性剂浓度范围,同时比较了温度、反应时间、锆盐浓度对制备结果的影响,最终制得了六方和立方结构的介孔氧化锆。并初步推断,形成六方相介孔氧化锆时可能的机理为S- I+作用机制,形成立方相介孔氧化锆时可能为S-X+I-作用机制。 二、采用溶胶-凝胶法制备介孔氧化锆,讨论了制备介孔氧化锆所需表面活性剂浓度范围,制备出了六方结构的介孔氧化锆。并对温度、反应时间、锆盐浓度对制备结果的影响进行了分析。 三、研究了介孔氧化锆对二甲酚橙、铬黑T的吸附作用,并与普通氧化锆做了比较,发现介孔氧化锆有更大的比表面积,更有利于吸附。同时考查了吸附温度、溶液的pH值等因素对介孔氧化锆吸附性能的影响,并对它的吸附机理进行了初步研究,发现在酸性和碱性条件下吸附机理不同,酸性条件更有利于吸附。并通过对二甲苯兰、溴甲酚绿、甲基红、甲基橙、靛红、铬天青等多种染料吸附的比较,发现介孔氧化锆的吸附具有很高的选择性。