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六价铬离子Cr(Ⅵ)是现代工业废水中常见重金属离子,因Cr(Ⅵ)具有致癌与基因毒性,高效去除Cr(Ⅵ)已成为全球性的挑战,近年来已成为普遍关注的环保问题之一。聚吡咯(PPy)具有独特的氧化还原性、离子交换性与良好的热稳定性等特点,被认为是一种有较好应用前景的吸附材料,但其制备过程中易团聚,限制了其吸附性能的提高。因此,通过聚吡咯与其它材料复合制得复合型吸附剂,可有效解决吡咯在聚合过程中的团聚问题,显著提高其吸附效率,该研究具有较好的工业应用前景和学术价值。本文通过乳液聚合制备出一种单分散的核-壳纳米球(MLS),并以此为模板制备出中空介孔二氧化硅纳米球(HMSNs),利用MLS和HMSNs为载体,以PPy为有机配体,通过原位聚合制备出聚吡咯/核-壳纳米复合材料(PPy/MLS)和聚吡咯/中空介孔二氧化硅复合材料(PPy/HMSNs),并对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能进行应用研究,同时对HMSNs的制备过程进行了系统研究。本文主要研究工作如下:1、通过乳液聚合制备出MLS,并将PPy包裹在MLS表面,制得PPy/MLS复合材料。研究了PPy/MLS中Py含量对复合材料的结构与形貌的影响,系统研究了聚吡咯含量、水溶液pH值和PPy/MLS用量对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,并探讨了其吸附机理。研究表明,Py含量为50 wt%时,PPy/MLS复合材料具有良好的稳定性与球形度,当pH值为2.0时,吸附效果达到最佳,在25℃时,最大吸附容量为343.64 mg/g,且经过3次的循环吸附-脱附复合材料对Cr(Ⅵ)的去除率仍高达99.0%以上。分析认为,吸附过程较符合准二级动力学与Langmuir等温吸附模型,通过EDS和XPS分析表明,PPy/MLS已经成功将Cr(Ⅵ)离子吸附在其表面,在吸附过程中PPy/MLS具有较强的还原能力。2、采用双模板法制备了HMSNs,通过改变软模板剂的含量、反应温度、溶液pH值、晶化时间等因素,并利用FT-IR、XRD、氮气吸附、SEM、TEM和TGA对制得HMSNs的结构与形貌进行表征。结果分析表明:所制备的HMSNs孔径分布为5.75~8.45 nm,孔容分布为0.73~1.12 cm~3/g,比表面积为393.30~643.12 m~2/g,这种独特的结构特征将更有利于提高PPy的分散性和对Cr(Ⅵ)的吸附效率。3、采用原位聚合制备出PPy/HMSNs复合材料,研究了PPy/HMSNs中Py含量对复合材料的结构与形貌的影响,系统研究了PPy含量、水溶液pH值和PPy/HMSNs用量对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,并探讨了其吸附机理。研究表明,Py含量为60 wt%和pH值为2.0时,吸附效果达到最佳,在25℃时,最大吸附容量为321.54 mg/g,吸附在100min以内达到平衡,且经过2次的循环吸附-脱附复合材料对Cr(Ⅵ)的去除率仍高达99.0%以上。分析认为,吸附过程较符合准二级动力学与Langmuir等温吸附模型,通过EDS和XPS分析表明,PPy/HMSNs已经成功将Cr(Ⅵ)离子吸附在其表面,在吸附过程中PPy/HMSNs具有较强的还原能力。