【正文】 附過程是很快的，在很短的時(shí)間內(nèi) Cd2+便充溢了吸附劑表面和內(nèi)部，使吸附達(dá)到靜態(tài)平衡。 反映出在 600min以內(nèi)，三種材料隨著時(shí)間增長，其對(duì) Cd2+的吸附變化不大。 原因 是隨 pH 值的減小，溶液中的 H+的濃度增加 ， 將與 Pb2+形成競爭從而降低其吸附容量。 圖 38(a)顯示隨著 pH 增加 ,吸附容量隨之增加，隨后趨于平緩。從去除率看， 介孔二氧化硅在 100%，沸石在 100%，而硅藻土則是在 100%，表明介孔二氧化硅材料對(duì)鉛離子的良好吸附能力。 2(— ROH)+Cu2+→2(RO)Cu+2H + （ 3） — ROH+CuOH+→( — RO)CuOH+H+ （ 4） 2RC— COOH+Cu2+→(RC — COO)2Cu+2H+ （ 5） 2(— ROH)+Cu(OH)2→( — ROH)2Cu(OH)2 （ 6） 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 24 / 42 圖 34（ a） 介孔二氧化硅在不同 pH下對(duì) Cu2+的吸附性能測試 0204060801001203 6 pH去除率%介孔二氧化硅 圖 34（ b） 介孔二氧化硅在不同 pH下對(duì) Cu2+的去除率 鉛離子吸附結(jié)果分 析 圖 35為不同吸附劑對(duì)不同濃度鉛離子溶液的吸附容量圖。 pH=5 時(shí)去除率和吸附量最佳，分別為%和 mg 圖 34(b)為介孔二氧化硅在不同 pH下的去除率。 對(duì)于相同濃度的溶液，吸附劑增加有利于提高去除率。 L1)；η 為去除率 (%)； V 為溶液體積 (mL)； m為吸附劑用量 (g)。 （ 3） 不同吸附劑不同用量下的吸附性能測試 分別稱取介孔二氧化硅材料 、 、 、 ，用1000mg/l的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l的鎘溶液 100ml分別加入各錐形瓶內(nèi)，用恒溫振蕩器于 25℃下以 189轉(zhuǎn)速下震蕩 24后取樣。 （ 3） 不同吸附劑不同用量下的吸附性能測試 分別稱取介孔二氧化硅材料 、 、 、 ，用1000mg/l的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l的鉛溶液 100ml分別加入各錐形瓶內(nèi)，用恒溫振蕩器于 25℃下以 189轉(zhuǎn)速下震蕩 24后取樣。 （ 3） 不同吸附劑不同用量下的吸附性能測試 分別稱取介孔二氧化硅材料 、 、 、 ，用1000mg/l的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l的銅 溶液 100ml分別加入各錐形瓶內(nèi)，用恒溫振蕩器于 25℃ 下以 189轉(zhuǎn)速 下震蕩 24后取樣。三維簡單立方結(jié)構(gòu)： SBA SBA6。在 加入無機(jī)反應(yīng)物之前生成表面活性劑的液晶相的說法很快被否定了，因?yàn)閷?shí)際該體系中合成介孔相需要的表面活性劑量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于生成液晶相所需要的表面活性劑量。（ 2）介孔材料的生成是利用高溫?zé)崽幚砘蚱渌锢砘瘜W(xué)方法脫除有機(jī)模板劑（表面活性劑），所留下的空間即構(gòu)成介孔孔道。在多孔材料研究領(lǐng)域，這是一個(gè)里程碑式成果，因?yàn)楸M管無機(jī)微孔晶體具有優(yōu)良的催化、吸附、分離及離子交換等性能，但其孔徑較小，限制了大分子在孔內(nèi)的吸附和組裝；盡管通過種種努力得到了有序的較大的微孔材料，但終究還是孔徑較小。因此，通常以孔的特征來區(qū)分不同的多孔材料，國際純粹和應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(huì) (IUPAC)根據(jù)多孔材料直徑 （ d） 的大小，把多 孔材料分為三類：微孔掛料 (microporous 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 12 / 42 materialsd2nm)、介孔材料 （ mesoporous materials 2d50 nm） 和大孔材料（ macroporous materials d50nm） .而根據(jù)結(jié)構(gòu)特征，多孔材料可以分成兩類：無序結(jié)構(gòu)材料 (無定形 ) 和有序孔結(jié)構(gòu)材料 (一定程度有序 )。 研究表明，氰細(xì)菌和藻類的菌絨可有效除去污水中的重金屬 。 鳳眼蓮 、 水芹能很好地除掉污水中的 Cd、 Cr 和 Cu 等重金屬 。 固體表面的氣體或液體的濃度高于其本體濃度的現(xiàn)象，稱為固體的表面吸附。 Behren等曾給出 MCM41的 X射線衍射圖，在極小的衍射角區(qū)域出現(xiàn)一些特征峰，屬六方晶格的特征反射，當(dāng)衍射角大于 6度 ，卻沒有峰出現(xiàn)。硅藻土、活性氧化鋁、離子交換樹脂也存在相同的缺陷。 另外，可以用電浮選法凈化含有銅 、 鎳 、 鉻和鋅等重金屬的工業(yè)污水 。 (3)離子還原法和交換法 離子還原法是利用一些容易得到的還原劑將水體中的重金屬還原，形成無污染或污染程度較輕的化合物，從而降低重金屬在水體中的遷移性和生物可利用性，以減輕重金屬對(duì)水體的污染 。 因此可以說水體重金屬污染已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，而如何科學(xué)有效地解決重金屬對(duì)水體的污染已經(jīng)成為世界各國政府以及廣大環(huán)保工作者研究的熱點(diǎn) 。 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明：沸石 對(duì) Cu2+、 Pb2+、 Cd2+的吸附容量 分別為 mg/g、 mg/g、 mg/g；硅藻土 對(duì) Cu2+、 Pb2+、 Cd2+吸附容量分別 為 mg/g、 mg/g、 mg/g； 介孔二氧化硅材料對(duì) Cu2+、 Pb2+、Cd2+吸附容量分別達(dá)到 、 mg/g、 mg/g。The adsorption capacity of mesoporous silica materials for Cu2 +、Pb2 + and Cd2 + are mg/g、 mg/g and mg/g, respectively. Keywords:heavy metal pollution。 此法適于受重金屬污染程度較輕的水體的治理，這種方法不能減少排入環(huán)境中的重金屬污染物的總量，又因?yàn)橹亟饘儆欣鄯e作用，當(dāng)重金屬污染物在這些水體中的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，生活在其中的生物就會(huì)受到重金屬的影響，發(fā)生病變和死亡等現(xiàn)象，所以這種處理方法目前漸漸被否定 。 離子交換法是利用重金屬離子交換劑與污染水體中的重金屬物質(zhì)發(fā)生交換作用，從水體中把重金屬交換出來，達(dá)到治理目的 。肖克艱組用粉末活性炭 (PAC)對(duì)河水進(jìn)行了處理，投加3040mg/l PAC后對(duì) CODm的去除在 50％ 左右，對(duì) TOC去除約為 25％ ，對(duì)氨 氮去除效果不好，為 l0％ 20％ 之間。沸石分子篩具有分子大小的均勻孔道結(jié)構(gòu)，連續(xù)的孔道體系以及大的晶內(nèi)比表面等特性，對(duì)不同分子有很強(qiáng)的吸附性能，在分子分離、離子交換、工業(yè)擇形催化反應(yīng)及污水處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。Iiewell等測定了 MCM41的水汽吸附等溫線，開始階段水分子表現(xiàn)為排斥，隨后 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 10 / 42 水分子發(fā)生毛細(xì)凝聚作用，曲線形狀屬 V型特征，說明 MCM41表面既有親水性叉能呈憎水性， TGA研究得出純硅型 MCM41為憎水性，而硅鋁型略帶親水性。 自從美國科學(xué)家 Chaney在 1983 年首先提出利用植物來清除重金屬污染的設(shè)想以來，很多國家開展了植物修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，并取得了長足進(jìn)展 。 如三角帆蚌 、 河蚌對(duì)重金屬 （ Pb2+、 Cu2+、 Cr2+ 等 ） 具有明顯自然凈化能力 。在溫度為 20％ 80％ 范圍內(nèi)，有序介孔材料具有可迅速脫附的特性，而且吸附作用控制濕度的范圍可由孔徑的大小調(diào)控。至于為什么早于 1992年的工作沒有被強(qiáng)烈關(guān)注，這里就不在闡述。本節(jié)對(duì)介孔氧化硅材料在做詳細(xì)的簡單介紹 。分歧在于：無機(jī)前驅(qū)體的聚合程度和結(jié)構(gòu)，自組裝過程中無機(jī)有機(jī)雜化前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)，無機(jī)有機(jī)表面之間的相互作用。 (3)介孔氧化硅的結(jié)構(gòu) 許多研究集體根據(jù)各自不同的研究目的，利用不同的界面組裝作用，使用不同的表面活性劑和無機(jī)物種形成特定的合成體系，成功地合成出了大量不同結(jié)構(gòu)、組成、形貌和孔徑大小的介孔材料、為促進(jìn)介孔材料在不同領(lǐng)域和不同目的的應(yīng)用、開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。而從學(xué)術(shù)研究而言，介孔材料形貌的控制與生物礦化、仿生化學(xué)等等有一定的相關(guān)性。 （ 4） 介孔二氧化硅材料在不同 pH下吸附性能測試 分別稱取介孔二氧化硅材料 ，用 1000mg/l的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l的銅溶液 100ml并 分別調(diào)節(jié) pH至 7然后加入錐形瓶內(nèi)。 （ 4） 介孔二氧化硅材料在不同 PH 下吸附性能測試 分別稱取介孔二氧化硅材料 ，用 1000mg/l的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l的鉛溶液 100ml并分別調(diào)節(jié) pH至 7然后加入錐形瓶內(nèi)。 （ 4） 介孔二氧化硅材料在不同 pH 下吸附性能測試 分別稱取介孔二氧化硅材料 ，用 1000mg/l的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l的鎘溶液 100ml并分別調(diào)節(jié) pH至 7然后加入錐形瓶內(nèi)。 介孔 二氧化硅材料一直呈現(xiàn)增長趨勢， 在濃度為 200mg/l時(shí)達(dá)到最大。 同時(shí) 顯示出介孔二氧化硅材料的優(yōu)越性，是因?yàn)樗?具有較高的比表面積和孔容。 圖 34(a)看出在 介孔二氧化硅材料對(duì)銅離子的吸附在 pH為 5左右顯示出很好的吸附性能。不同 pH 值條件下溶液中存在 Cu2+的形態(tài)主要以 Cu2+存在，吸附劑與 Cu2+間存在靜電斥力，而且 pH 值越小，斥力越大； 同時(shí) H+和 Cu2+存在競爭吸附，因此， Cu2+的去除率較低。 另外，可以看出在同等條件下介孔二氧化硅材料的吸附效果是最好的。 圖 36 不同吸附劑不同用量的吸附 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 26 / 42 圖 37為不同吸附劑在不同時(shí)間下的吸附容量圖。L1，吸附溫度為 25 ℃ ，震蕩時(shí)間為 24h，取 Pb2+初始質(zhì)量濃度為 20 mg 從圖 39可知 ，隨著溶液濃度的增加，吸附容量呈現(xiàn)增長趨勢 。 圖 310 不同吸附劑不同時(shí)間下吸附性能 圖 311為不同吸附劑不同用量下吸附容量圖 。 圖 39 不同吸附劑對(duì)不同濃度 Cd2+溶液的吸附性能 圖 310為不同吸附劑不同時(shí)間下吸附容量圖。g1。 圖 38(b)為介孔二氧化硅在不同 pH 值下鉛離子的去除率。 不同吸附劑對(duì)于 100ml的 20mg/l的 Pb2+溶液的吸附都顯示了很好的性能 。 吸附劑對(duì) Cu2+吸附的最佳 pH 值為 56。介孔二氧化硅對(duì)Cu2+的吸附率隨 pH 值的增加而增加。 圖 33 介孔二氧化硅不同時(shí)間下吸附容量 圖 34(a)為介孔二氧化硅在不同 pH下的吸附容量圖。 圖中顯示隨著吸附劑用量增加，吸附容量隨之降低。 L1)； Ce為平衡質(zhì)量濃度 (mg 分別稱取硅藻土材料 ，用 1000mg/l的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l鎘溶液 100ml分別加入各錐形瓶內(nèi)，用恒溫振蕩器于 25℃下以 189轉(zhuǎn)速，分別在 30min、 60min、 90min、 120min、 240min、 360min、 480min、 600min取樣。 分別稱取硅藻土材料 ，用 1000mg/l的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 20mg/l鉛溶液 100ml分別加入各錐形瓶內(nèi)，用恒溫振蕩器于 25℃下以 189轉(zhuǎn)速，分別在 30min、 60min、 90min、 120min、 240min、 360min、 480min、 600min取樣。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 15 / 42 第二章 、實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 和 試劑 表 21 實(shí)驗(yàn)設(shè)