SiO2型分子印迹材料的制备及其吸附脱硫的研究

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空气质量的急剧下降引起全世界对油品脱硫的重视,各国纷纷制定相关法规加强含硫标准,吸附脱硫技术以其脱硫效果好、费用少和流程简单等特点成为一种有效的脱硫手段。表面分子印迹材料(MIP)具有吸附容量高、传质速度快、选择性好、制备简单等优点,在吸附脱硫领域具有良好的应用前景。SiO2是制备印迹材料的优良载体,其表面可通过硅烷类偶联剂进行有机改性,改性后的载体具有良好的相容性。本文以SiO2为载体,通过不同方法制备了四种不同类型的SiO2型表面分子印迹脱硫材料,探讨了各方法的最优合成条件及所制备印迹材料的吸附脱硫性能。以模拟柴油中的二苯并噻吩(DBT)为脱除目标,通过物理包覆法和化学修饰法制得两种印迹脱硫材料,探究了制备条件对其附脱硫性能的影响。结果表明,在25℃,以SiO2为载体所制备的印迹材料(DMIP)的最大吸附容量(Pmax)为65.5 mg/g,印迹因子(?)为1.99。经3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)修饰后的二氧化硅(KSiO2)所制备的印迹材料(KMIP)粒径明显变小,其粒径约2μm,其Pmax为101.3mg/g,?为2.65。两种方法得到的印迹材料的吸附过程与朗格缪尔二级动力学方程相符,竞争吸附实验和再生吸附实验表明化学修饰法制备的印迹脱硫材料(KMIP)脱硫效果明显好于以物理包覆制备的印迹脱硫材料(DMIP)。通过直接法和间接法分别将不同金属离子引入MIP中,制备了两种不同类型含金属离子的印迹脱硫材料。探究了两种方法中金属离子的最佳负载量,以及在最佳负载量下所制备的含金属离子表面分子印迹材料的脱硫性能。实验表明,以间接法银离子改性后的KSiO2制备的印迹材料的脱硫性能最佳;在25℃,其Pmax为141.9 mg/g,印迹因子为3.08,并且材料具有良好的再生性能。金属离子改性后的印迹材料的吸附脱硫性能明显高于未改性的印迹材料,间接法制备的含金属离子印迹脱硫材料(M-MIP)的脱硫性能明显好于直接法制备的印迹脱硫材料(MMIP)。
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