摘要
随着工业的发展,每年产生大量含染料和重金属离子废水，对环境造成了巨大危害,因此这些废水逐渐成为环境治理的关键。吸附法具有造价低、吸附量高、对金属离子选择性好、环保、处理效率高、吸附剂可回收等优点。制备高效性的吸附剂是吸附法处理废水中的污染物的关键。本文以二氧化硅材料作为吸附剂基材，通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)改性，构建了基于疏水(π-π堆叠)和静电作用的混合模式吸附剂，并将其应用于染料和重金属离子的吸附，从吸附剂设计合成、吸附染料性能、吸附重金属离子性能等方面展开研究。具体的内容和结论包括: (1)通过将酸化后的硅胶进行硅烷化反应制备了SiO2-SH,将SiO2-SH通过马来酸酐与苯乙烯交替共聚得到了SiO2@poly(MA-ST),又将SiO2@poly(MA-ST)分别水解和氨解得到了SiO2@poly(MA-ST)-COOH和SiO2@poly(MA-ST)-TETA。通过使用FT-IR分析出现了关于苯环、羧基、氨基的吸收峰，SEM观察到吸附剂呈现分散均匀的球形、通过BET得到了吸附剂的介孔性能、XPS、EDS和元素分析仪得到了几种微球的元素分布和含量，又使用激光粒度仪测定了SiO2@poly(MA-ST)-COOH和SiO2@poly(MA-ST)-TETA在pH值2～9之间的Zeta电位，其中SiO2@poly(MA-ST)-COOH在整个区间均为负值，而SiO2@poly(MA-ST)-TETA的等电点出现在3.8。这些都证明成功制备了SiO2-SH、SiO2@poly(MA-ST)、SiO2@poly(MA-ST)-COOH和SiO2@poly(MA-ST)-TETA四种微球。 (2)研究了吸附剂对染料的吸附性能，SiO2@poly(MA-ST)-COOH和SiO2@poly(MA-ST)-TETA吸附结果表明，该材料对染料具有较高的吸附性能，SiO2@poly(MA-ST)-CO OH吸附亚甲基蓝的最大吸附量分别为195.3mg/g,SiO2@poly(MA-ST)-TETA吸附酸性红G的吸附量分别为244.5mg/g,吸附速度较快。此外，吸附剂具有较好的可重复利用性能。通过对吸附前后的XPS谱图分析吸附机理表明，SiO2@poly(MA-ST)-COOH和S iO2@poly(MA-ST)-TETA通过π-π堆叠作用和静电作用吸附染料。 (3)研究了吸附剂对重金属离子的吸附性能，SiO2@poly(MA-ST)-COOH和SiO2@p oly(MA-ST)-TETA吸附结果表明，该材料对Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有较高的吸附性能，SiO2@poly(MA-ST)-COOH吸附Ni(Ⅱ)的最大吸附量为42.5mg/g,SiO2@poly(MA-ST)-TET A吸附Cr(Ⅵ)的吸附量为70.1mg/g,吸附速度较快。此外，吸附剂具有较好的可重复利用性和较高的选择性。通过对吸附前后的XPS谱图分析吸附机理表明，SiO2@poly(M A-ST)-COOH和SiO2@poly(MA-ST)-TETA通过静电吸引和络合作用吸附Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)。
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