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传统的吸附剂由于吸附能力有限,寻找新型的高效吸附剂已成为新型吸附材料领域的研究热点。自助装有序多孔二氧化硅(Assembled periodic mesoporous silicates,APMSs)是一种介孔分子筛,具有高度有序的可调孔道结构及较为均匀的孔径分布,但其对水体重金属离子的吸附效果并不理想,需要对其表面进行功能化改性,以提高对重金属离子的吸附性能。因此,本文制备了孔规则有序、大小可调的自助装有序多孔二氧化硅,并对其进行胺化修饰,得到了高吸附量和高选择性的新型吸附材料。本实验采用P123作为模版剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经去除模版剂制备出介孔二氧化硅,并作为原材料。为增加其对溶液重金属离子的吸附性能,选用水热合成-后期接枝的方法,制备出胺基改性多孔二氧化硅,并用透射电镜、X射线衍射、氮气吸附-解吸和红外光谱等手段对其结构进行了表征。以其为吸附剂,通过批实验的方法讨论了吸附时间、体系初始pH值、吸附剂用量和温度等因素对水溶液中Cu2+、Cd2+、Pb2+吸附的影响,同时结合Zeta电势和XPS分析对其吸附机制进行了探讨。(1)采用共聚法和后期接枝法均能制备出3N-APMSs。通过XRD分析,表明合成的APMSs为SBA-15。共聚法有利于胺基在孔隙中的自助装定向排列。两种3N-APMSs对Cu2+均具有较好吸附能力,共聚法所得3N-APMSs对Cu2+的吸附会产生一定的空间位阻效应,但12h后,二者对Cu2+的吸附率均超过了99.5%。0.01mol·L-1EDTA和0.1mol·L-1HCl溶液是3N-APMSs较为合适的再生剂。(2)采用水热-后期接枝的合成方法,制备出了规则有序多孔的多胺基改性APMSs。由表面参数,XRD和红外光谱可知,制备的APMSs及多胺改性APMSs均为均匀有序的多孔介孔材料SBA-15,胺基官能团并没有改变APMSs介孔材料的介孔结构,只是对其起到了修饰的作用。(3)N-APMSs,2N-APMSs和3N-APMSs三种吸附剂对Cd2+的吸附速率大于对Pb2+的吸附速率。三种吸附剂对Cd2+的吸附能在30min内达到平衡,Pb2+的吸附在90min内达到平衡。经过胺基改性后,可以显著增加其对Cd2+、Pb2+的吸附能力。随着pH的增加,改性APMSs对Cd2+、Pb2+的吸附率逐渐增加,并分别在pH=2.0或3.49以后基本趋于稳定。随着吸附剂用量的增加,吸附剂对Cd2+的吸附率增加,并在吸附剂用量为7.5-20mg之间基本达到平衡,在此后Cd2+的吸附量则随着吸附剂用量的增加而有一定的降低趋势,Pb2+在10-30mg之间基本达到平衡。离子强度升高,改性APMSs材料对Cd2+、Pb2+的吸附量逐渐降低。(4)APMSs对Cd2+、Pb2+的吸附量随着初始浓度的增加而增加,并在高浓度时变化缓慢,逐渐趋于定值。吸附等温线可用Langmuir模型描述,吸附过程是吸热的自发过程,增温有利于对水中重金属离子的吸附。胺基改性APMSs对重金属离子的吸附机制为包含物理吸附、离子交换和络合反应等过程的复杂吸附过程。多胺改性APMSs是一种对水体Cu2+、Cd2+、Pb2+具有良好吸附能力的新型吸附剂,具有广阔的应用前景。(5)对热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程。胺基改性APMSs对重金属离子的吸附机制为包含物理吸附、离子交换和络合反应等过程的复杂吸附过程。多胺改性APMSs是一种具有良好吸附能力的新型吸附剂,具有广阔的应用前景。