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随着工业的发展,工业废水的排放量日益增多。废水中重金属离子严重危害人体健康。重金属废水的处理方法研究已引起人们的重视。介孔分子筛是一种新型的、具有高度选择性的优良吸附剂,已广泛应用于催化、石油化工、天然气、环境保护等领域。SBA-15作为一种使用最广的介孔分子筛,具有高度有序的介孔孔道、六方相的介孔孔道结构、极大的比表面积等特点,工业应用前景光明。 本论文分别以3-氨丙基三甲氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,通过后嫁接法,将两种不同氨基有机官能团(-(CH2)3-NH2以及-(CH2)3-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2)接枝到介孔孔道上,制备出两种不同氨基功能化修饰SBA-15,记为N-SBA-15,NNN-SBA-15。修饰前后样品以XRD、SEM、FT-IR和比表面积和孔径分析进行结构性能表征,结果表明有机功能基团已成功修饰到SBA-15介孔分子筛表面,且修饰后SBA-15仍保留有六方相介孔结构,没有发生孔道堵塞。 以两种氨基功能化修饰SBA-15为吸附剂,当吸附时间为120min,投加量为1g/L温度为25℃时,两种吸附对水中Cu2+、Pb2+吸附效果最佳pH值为5。溶液pH对Cu2+、Pb2+的吸附具有显著影响,pH=2～4时,发生吸附突越,吸附量迅速增高。两种吸附剂对水中Cu2+、Pb2+吸附为快速吸附过程,120min内达到吸附平衡。 吸附动力学研究表明,两种吸附剂对水中Cu2+、Pb2+吸附过程符合拟二阶动力学方程,且受液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。两种吸附剂对水中Cu2+、Pb2+吸附等温曲线均符合Dubinin-Radushkevich(D-R)模型及Langmuir吸附模型,不符合Freundlich模型。其中,基于Langmuir模型计算,在25℃时,N-SBA-15对水中Cu2+、Pb2+的理论最大吸附量分别为35.35,149.3mg/g,而吸附剂NNN-SBA-15则为28.53,84.25mg/g。同时,热力学研究表明吸附过程均是自发、吸热、混乱度增加的过程,温度高有利于吸附。