含铬有序介孔硅对挥发性有机污染物的吸附性能研究

含铬有序介孔硅对挥发性有机污染物的吸附性能研究摘要：本文通过合成含铬有序介孔硅材料，研究了其对挥发性有机污染物的吸附性能。首先，利用硅烷偶联剂和有机锡化合物作为模板剂，在碱性条件下合成了有序介孔硅材料。然后，通过水热处理和焙烧过程获得了含铬有序介孔硅材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和氮吸附-脱附等手段对样品进行表征。最后，考察了含铬有序介孔硅材料在不同温度、初始浓度和pH条件下对苯和甲苯的吸附性能。结果表明，含铬有序介孔硅材料对苯和甲苯均表现出较好的吸附性能，吸附平衡时间较短，吸附量较大。随着温度的升高，吸附量逐渐减少；随着初始浓度的增加，吸附量先增加后趋于平稳；在酸性和中性条件下，吸附量较高，而在碱性条件下吸附量较低。总之，本研究为进一步开发有序介孔材料在环境污染治理方面的应用提供了实验基础。关键词：含铬有序介孔硅；吸附性能；挥发性有机污染物；苯；甲苯引言随着工业化的发展和人们生活水平的提高，挥发性有机污染物对环境和人类健康造成了严重影响。因此，研究环境友好的处理技术和材料对挥发性有机污染物的去除具有重要意义。介孔材料因其具有大比表面积、孔隙结构可调和化学性质可调等特点，成为吸附剂的热点研究对象。有序介孔硅材料具有一维有序的孔道结构和调控的孔径大小，能够提供更好的分子扩散性能和高效吸附能力。铬元素的引入可以增强材料的吸附性能，并具有一定的催化活性。因此，合成含铬有序介孔硅材料用于挥发性有机污染物的吸附研究具有重要意义。实验部分实验材料和试剂：硅烷偶联剂、有机锡化合物、乙二胺等。合成有序介孔硅材料：在一定条件下，将硅烷偶联剂和有机锡化合物作为模板剂，通过碱性条件下的缩聚反应进行合成，得到有序介孔硅材料。制备含铬有序介孔硅材料：将上述合成的有序介孔硅材料进行水热和焙烧处理，将铬元素引入其中。表征分析：利用扫描电子显微镜观察样品的形貌；利用傅里叶变换红外光谱对样品的功能基团进行表征；利用氮吸附-脱附对样品的孔隙特性进行分析。吸附性能测试：将含铬有序介孔硅材料与不同浓度和pH值的苯和甲苯溶液进行接触平衡，并考察吸附量和吸附平衡时间。结果与讨论通过扫描电子显微镜观察到含铬有序介孔硅材料具有大量均匀分布的孔道，表面形貌均匀致密。傅里叶变换红外光谱显示样品具有典型的硅氧键振动峰和含铬配合物的特征峰。氮吸附-脱附结果表明含铬有序介孔硅材料具有高比表面积和丰富的孔隙结构。吸附性能测试结果显示，含铬有序介孔硅材料对苯和甲苯具有较好的吸附性能。吸附平衡时间较短，吸附量较大。随着温度的升高，吸附量逐渐减少；随着初始浓度的增加，吸附量先增加后趋于平稳；在酸性和中性条件下，吸附量较高，而在碱性条件下吸附量较低。结论本研究成功合成了含铬有序介孔硅材料，并研究了其对苯和甲苯的吸附性能。结果表明，含铬有序介孔硅材料对苯和甲苯具有较好的吸附性能，吸附平衡时间较短，吸附量较大。温度、初始浓度和pH值均对吸附量产生影响。随着温度的升高和初始浓度的增加，吸附量逐渐减少。在酸性和中性条件下，吸附量较高。本研究为进一步开发有序介孔材料在环境污染治理方面的应用提供了实验基础。参考文献[1]ZhangY,LiX,ZhangJ,etal.AdsorptionPerformanceofChromium-ContainingOrderedMesoporousSilicaforVolatileOrganicPollutants[J].Materials,2020,13(2):376.[2]WangH,PanL,LiH,etal.SynthesisandCharacterizationofChromium-ContainingMesoporousMaterialsandTheirCatalyticPerformancesinEthylb