BPS有序介孔材料的制備及其對(duì)含苯有機(jī)污染物的吸附行為.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)廢水量逐年增多，而這些工業(yè)廢水中大多含有難降解的有機(jī)污染物（POPs），容易造成環(huán)境污染，進(jìn)而危害人體健康。因此，如何去除POPs是當(dāng)下世界性工業(yè)化城市共同面臨的一個(gè)難題。本文研究的橋聯(lián)倍半硅氧烷（BPS）有序介孔材料具有吸附POPs的能力，它以有機(jī)橋聯(lián)三乙烷基[(R’O)3Si-R-Si(OR)3]為有機(jī)硅的先驅(qū)體，采用了溶膠-凝膠法和模板法分別形成高度有序的兩類不同結(jié)構(gòu)（六方和立方）的介孔材料，并對(duì)BPS

2、材料進(jìn)行了吸附實(shí)驗(yàn)，研究顯示 BPS有序介孔材料能有效的吸附 POPs，這在水處理研究領(lǐng)域預(yù)期具有重要的理論價(jià)值，在環(huán)保領(lǐng)域有著可觀的應(yīng)用前景。
　　采用溶膠-凝膠法，在四氫呋喃溶液中，以甲酸為催化劑，(EtO)3Si(CH2)3NH- CONH(CH2)11CH3為單體，通過水解縮合，合成了雙縮脲橋聯(lián)基BPS六方有序納米介孔材料。雙縮脲基團(tuán)之間的氫鍵及尾對(duì)尾連接有機(jī)鏈通過BPS自組裝形成了納米棒狀結(jié)構(gòu)。把超薄碳膜上沉積的BPS膠

3、體浸沒在甲醇里面，待室溫干燥后，納米BPS粒子形成咖啡環(huán)狀結(jié)構(gòu)。采用紅外、核磁硅譜、小角X射線衍射、透射電鏡、高分辨透射電鏡、選區(qū)電子衍射等實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)合成的納米棒狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試表征。結(jié)果顯示雙縮脲基BPS有序介孔材料具有六方有序納米結(jié)構(gòu)，高的比表面積和較窄的孔徑分布。
　　采用兩種模板合成法，一種是在酸性條件下，以甲烷基、乙烷基、己烷基、辛烷基、苯基和聯(lián)苯基三乙氧基硅烷為先驅(qū)體，聚(氧乙烯)十六烷基醚（Brij56）為模板劑，合

4、成了空間群為Pm3n的三維BPS立方有序介孔材料；另一種是在堿性條件下，以1，6-二（三乙氧基硅烷基）己烷（BESH）為先驅(qū)體，N-(3-三甲基氨丙基)十六銨二溴和十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，合成了空間群為Pm3n的三維BPS立方有序介孔材料。采用小角X射線衍射和透射電鏡等手段對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)試表征。酸性及堿性條件下合成的BPS材料具有高度有序的立方介孔結(jié)構(gòu)、高的比表面積和狹窄的孔徑分布。另外，老化時(shí)間、老化溫度、BESH的濃度、去離子

5、水及氫氧化鈉摩爾量，均影響己烯基BPS材料介孔相的形成及其表面的結(jié)構(gòu)性能。
　　利用合成的BPS有序介孔材料分別對(duì)含苯有機(jī)污染物（硝基苯、2，4-二氯苯酚（DCP）、芘和菲）進(jìn)行了吸附實(shí)驗(yàn)。采用高效液相色譜、紫外可見分光光度計(jì)等儀器對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了測(cè)試分析。研究表明：聯(lián)苯基及苯基的BPS介孔材料比雙縮脲基、己烯基和辛烯基的BPS有更高的吸附量；BPS有序介孔材料的疏水性能對(duì)芘、菲、硝基苯和DCP等POPs的吸附起主要作用，π–π鍵

6、和氫鍵作用次之。同時(shí)，POPs的辛醇水分配系數(shù)（Kow)、溶劑性能和分子尺寸等對(duì)BPS有序介孔材料吸附芘、菲、硝基苯和DCP有一定影響。
　　BPS有序介孔材料對(duì)含苯有機(jī)污染物（菲、DCP和硝基苯）的競(jìng)爭(zhēng)吸附主要受孔阻斷和吸附位點(diǎn)的影響。對(duì)己烯基BPS有序介孔材料競(jìng)爭(zhēng)吸附菲、DCP和硝基苯進(jìn)行了吸附機(jī)理研究。采用高效液相色譜、紫外可見分光光度計(jì)等儀器對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了測(cè)試分析。研究表明：經(jīng)過7d的競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn)，己烯基BPS有序介孔材