大孔SBA-15材料的制備、改性及其對(duì)鈾的吸附性能研究.pdf

1、由于具有規(guī)則的孔道，大的比表面積，在一定范圍可調(diào)的孔徑以及優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性，常規(guī)SBA-15材料在催化、吸附、生物大分子負(fù)載等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但由于其孔道較長(zhǎng)，孔徑較小，粒徑小，表面活性基團(tuán)缺乏，制約了其進(jìn)一步的應(yīng)用。針對(duì)以上問(wèn)題，本論文基于大孔SBA-15的制備，采取相應(yīng)的化學(xué)改性手段，合成了一系列的復(fù)合材料，并采用SEM、TEM、FT-IR、XRD、N2吸附-脫附、VSM等方法表征了所制備材料的物理、化學(xué)性質(zhì)。主要工作內(nèi)容如下：

2、
　　（1）在常規(guī)合成方法的基礎(chǔ)上，制備了大孔徑的SBA-15（L-SBA-15）。發(fā)現(xiàn)擴(kuò)孔后，SBA-15形貌發(fā)生了一定變化，孔徑也由5.48增大至20.31nm。與常規(guī)SBA-15相比，L-SBA-15對(duì)鈾(VI)的吸附性能差別不大。最佳pH值為6，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型與Langmuir等溫式都能夠?qū)ζ湮叫袨檫M(jìn)行描述，說(shuō)明該材料的吸附由化學(xué)作用主導(dǎo)，是一個(gè)自發(fā)、吸熱的過(guò)程，單分子層飽和吸附容量由165.02mg/g略微降至157

3、.48mg/g。不同離子濃度的NaCl存在時(shí)，材料對(duì)鈾的吸附性能并未有明顯變化。用0.1mol/L Na2CO3對(duì)鈾進(jìn)行解吸，脫附率可達(dá)92%，循環(huán)使用4次后，材料對(duì)鈾的吸附能力依舊能夠保持在一個(gè)較高的水平。
　?。?）制備了磁性大孔SBA-15材料（M-SBA-15），發(fā)現(xiàn)磁性粒子的摻雜并未改變材料的原有結(jié)構(gòu)。其吸附最佳pH值為6，平衡時(shí)間為6h，Langmuir等溫式及準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型能夠描述該吸附過(guò)程，化學(xué)作用力主導(dǎo)了吸

4、附，單分子層飽和吸附容量為179.86mg/g。由熱力學(xué)參數(shù)可知，吸附是吸熱且自發(fā)的。在不同濃度的離子存在時(shí)，該材料依舊保持了良好的吸附性能，可重復(fù)使用性良好。
　?。?）制備了氨基化磁性大孔SBA-15材料（NH2-M-SBA-15），并保留了材料原有的結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)最佳pH值為6，吸附在6h達(dá)到平衡，該過(guò)程符合Langmuir等溫式及準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，主要由化學(xué)作用控制，飽和吸附量提高至495.05mg/g，由ΔH和ΔG可知，