【摘 要】
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水污染问题已严重地危害到人类的健康与发展,研究开发治理水污染的新材料成为目前环境治理领域的工作重点。三维有序大孔氧化镁具有环境友好、成本低廉、吸附能力强等特点,在
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水污染问题已严重地危害到人类的健康与发展,研究开发治理水污染的新材料成为目前环境治理领域的工作重点。三维有序大孔氧化镁具有环境友好、成本低廉、吸附能力强等特点,在污水治理方面具有广阔的应用前景。随着多孔材料的不断发展,大/介孔氧化镁因其独特的介孔、大孔结构,相比单一的MgO材料具有更高吸附性能,为制备出具有更高吸附速率的吸附材料提供了更加宽广的思路。本文采用无皂乳液聚合法制备出了单分散的聚苯乙烯(PS)微球,再通过恒温悬浮成膜法将其组装成三维有序排列的PS胶晶模板。系统研究了单体苯乙烯用量(St)和引发剂过硫酸钾用量(KPS)对微球粒径的影响,随着苯乙烯用量的增加,微球粒径增大;随着过硫酸钾用量的增加,微球粒径减小;制备出的PS微球粒径在200nm~1μm之间。以聚苯乙烯胶晶模板为硬模板,硝酸镁为镁源,采用胶晶模板法制备出三维有序大孔MgO(3DOM MgO)材料,研究了不同尺寸大小的胶晶模板对MgO形貌以及孔径大小的影响。随着微球粒径的增大,MgO的平均孔径增大,比表面积减小。粒径为400nm的PS微球制备得到的3DOM MgO的比表面积为63.96m~2/g,平均孔径为182nm,孔体积为0.29cm~3/g。其对铅离子和镉离子具有良好的吸附能力,实验数据遵循Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,对铅离子和镉离子的饱和吸附量分别为3835mg/g、2767mg/g。三维有序大孔MgO吸附剂对铅离子和镉离子的吸附过程为化学吸附,吸附机制主要为离子交换和氢氧化物的沉淀。以三嵌段共聚物F127为软模板剂,胶晶模板为硬模板剂,采用双模板法制备出了具有介孔孔壁的3DOM MgO材料。以粒径为800nm的胶晶模板得到的大/介复合孔MgO的比表面积为80.97m~2/g,孔体积为0.29cm~3/g,介孔平均孔径为35nm。吸附实验数据同样遵循Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,且对镉离子的饱和吸附量为2933mg/g。
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