硅气凝胶材料制备、表征及对有机污染物吸附性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 沙炜 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 曲久辉 ; 刘会娟 |
| 关键词 | 硅气凝胶 常压制备 吸附 POPs 罗丹明B 甲苯 Silica aerogel ambient drying adsorption rhodamine B toluene |
| 其他题名 | Preparation and characterization of silica aerogel as adsorbent for organic pollutants |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 本论文对硅气凝胶的制备原理、方法、结构特征进行了研究，制备出疏水和亲水硅气凝胶材料，系统地考察了该类材料对不同类型有机污染物的吸附效能。 以工业水玻璃为硅源、采用三甲基氯硅烷[(CH3)3SiCl，TMCS]/乙醇[CH3CH2OH，EtOH]/正己烷[C6H14]混合液对硅水凝胶进行溶剂交换和表面改性，在常压干燥条件下制得疏水和亲水硅气凝胶材料。通过BET、FTIR、SEM、热重及拍照法等方法对所制备的材料进行表征，结果显示，疏水硅气凝胶具有很强的疏水性与发达的孔结构。通过改变改性剂比例可以调节材料的性能。疏水材料在空气中的耐热温度约为400℃。经过500℃高温热处理后，疏水硅气凝胶的有机基团被烧掉，获得亲水硅气凝胶，亲水材料的孔结构得到进一步加强。 本方法制得的硅气凝胶材料根据其疏水性不同，对不同类型有机污染物表现出不同的吸附性能。考察了硅气凝胶对亲脂难溶的持久性有机污染物（POPs）——狄氏剂、异狄氏剂和环氧七氯，易溶染料罗丹明B和不溶的油类物质甲苯的吸附能力，取得以下研究结果： 1. 疏水硅气凝胶对难溶的POPs和不溶的甲苯都表现出良好的吸附性能。对狄氏剂、异狄氏剂和环氧七氯三种吸附质的平衡去除率均达到约85%，吸附速率与吸附容量随吸附剂和吸附质的疏水性增强而增大，且吸附容量是活性炭的9~12倍。溶液pH值对吸附效果没有影响；溶液温度升高使吸附速率与容量均有所增加；加入腐殖酸降低了对狄氏剂的吸附能力。疏水硅气凝胶可通过高温（300℃）有效再生，重复再生5次后吸附性能基本不变。对于不溶的甲苯，疏水硅气凝胶可吸附自身重量6.5倍的吸附质。 2. 亲水硅气凝胶对易溶的罗丹明B具有良好的吸附性能，1~3 h基本达到吸附平衡，且去除率为88.7%~96.5%；吸附等温线符合Freundlich模型，吸附动力学符合准二级动力学模型；溶液pH条件和腐殖酸的加入对吸附效果影响很大。亲水硅气凝胶材料表面硅羟基与罗丹明B羧基之间的化学键合为吸附的关键步骤。亲水硅气凝胶对罗丹明B有良好的累积吸附性能与高温（500℃）再生性能，重复再生5次后吸附性能基本不变。 |
| 学科主题 | 环境水质学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-29 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/505]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 沙炜. 硅气凝胶材料制备、表征及对有机污染物吸附性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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