PDF
摘要
以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在碱性条件下水热合成MCM-41介孔分子筛。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)对其结构进行表征,并通过静态吸附实验考察分子筛添加量、pH、吸附时间及温度对Cr3+吸附性能的影响,优化工艺条件。结果表明:合成的MCM-41具有典型二维六方有序介孔结构,比表面积950.43m2/g,平均孔径7.85nm,孔容1.0cm3/g,骨架完整、孔道规整。在添加量40mg、pH=5、25℃、吸附40min的最优条件下,对Cr3+去除率达75.5%,吸附容量7.5475mg/g,显示出良好的吸附性能,可为重金属废水处理提供材料与工艺参考。
Abstract
MCM-41 mesoporous molecular sieves were synthesized via hydrothermal synthesis under alkaline conditions using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a template and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a silicon source.Their structures were characterized using XRD,N2 adsorption-desorption,TEM,and FT-IR.Static adsorption experiments were conducted to investigate the effects of zeolite loading,pH,adsorption time,and temperature on Cr3+ adsorption performance,and the process conditions were optimized.The results indicated that the synthesized MCM-41 possessed a typical two-dimensional hexagonal ordered mesoporous structure,with a specific surface area of 950.43m2/g,an average pore diameter of 7.85nm,and a pore volume of 1.0cm3/g,featuring an intact framework and well-organized pore channels.Under optimal conditions (4mg/L dosage,pH=5,25℃,and 40min adsorption time),the Cr3+ removal rate reached 75.5% with an adsorption capacity of 7.5475mg/g,demonstrating excellent adsorption performance.This study provides a material and process reference for the treatment of heavy metal-contaminated wastewater.
关键词
MCM-41分子筛
/
Cr3+
/
吸附性能
/
介孔材料
/
重金属废水处理
Key words
MCM-41 molecular sieve
/
Cr3+
/
adsorption performance
/
mesoporous materials
/
heavy metal wastewater treatment
MCM-41分子筛的制备及其对水中Cr3+的吸附性能研究[J].
化工新型材料, 2026, 54(9): 227-231 DOI:10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2026.09.042
[1] 黄婉娟.固体废物中的重金属对土壤及地下水污染的研究[J].黑龙江环境通报,2023,36(6):25-27.
[2] 樊小磊,詹作泰,高柏,等.重金属废水处理技术研究进展[J].中国有色冶金,2023,52(4):112-127.
[3] 胡智涛.吸附法处理重金属废水污染的研究进展[J].当代化工研究,2023(7):21-23.
[4] 刘金燕,刘立华,薛建荣,等.重金属废水吸附处理的研究进展[J].环境化学,2018,37(9):2016-2024.
[5] 侯芹芹.聚噻吩/介孔分子筛的合成与应用[D].西安:西安建筑科技大学,2010.
[6] 胡程程,黄志伟,吴亚杰,等.重金属废水污染的常用治理方法研究[J].皮革制作与环保科技,2023,4(6):21-23.
[7] 赵微微.磷酸锆吸附性能及其在尿酸生物电化学传感器中的应用研究[D].昆明:昆明理工大学,2022.
[8] 魏瑞丽,赵俊丞,李育康,等.粒度对热改性煤矸石制备及吸附性能的影响[J].非金属矿:非金属矿,2024,47(4):81-84,89.
[9] 张建民,刘悦,李红玑.Ti-MCM-41分子筛的制备及对碱性染料的吸附[J].功能材料,2020,51(11):11025-22030.
[10] 郭世琦.黄曲霉A5P1对多种类型染料的脱色研究[D].南宁:广西大学,2023.
[11] 吴红梅,徐靖雯,郭宇,等.席夫碱改性MCM-41分子筛的制备及其对铅离子的吸附性能[J].分析化学,2024,52(1):102-112.
[12] 肖昱,郭宇,吴红梅,等.氨基功能化介孔硅吸附剂的制备及其对铬(Ⅲ)的吸附行为[J].化工进展,2020,39(1):257-266.
[13] 曾丽,白露,向莹,等.碱改性粉煤灰对废水中铬离子吸附性能研究[J].成都大学学报(自然科学版),2019,38(2):210-213.
[14] 姜晓庆.改性SBA-15介孔分子筛的制备及其对铬离子(Ⅲ)的吸附性能[D].锦州:辽宁工业大学,2022.
[15] 郭宇,苗世举,吴红梅.NH2-MCM-41吸附剂的制备及其对铬离子(Ⅵ)吸附行为的研究[J].现代化工,2020,40(6):89-94.
[16] 杨许召,李庆,袁康康,等.以离子液体表面活性剂为模板剂制备介孔MCM-41及其吸附性能研究[J].化工新型材料,2023,51(11):201-206,211.
[17] 孙振海,李滨,郭春垒,等.介孔氧化硅分子筛吸附性能研究进展[J].化工新型材料,2022,50(3):265-270.
[18] 李青翠,邓佑林,黄举朋.低成本制备MCM-41介孔分子筛及其对结晶紫的吸附性能[J].硅酸盐通报,2019,38(12):3807-3813,3821.
[19] 刘悦.改性MCM-41分子筛对碱性染料废水处理效果的研究[D].西安:西安工程大学,2020.
基金资助
陕西省重点研发计划项目(2024SF-YBXM-617);西安建筑科技大学华清学院青年教师发展基金项目(西建华〔2024〕254号);西安建筑科技大学华清学院2024年度科研项目(24KY03);西安建筑科技大学华清学院大学生创新训练项目(Y202513679003);西安建筑科技大学华清学院博士发展基金资助项目(2026DDF-NS-M11)
