二氧化硅复合干凝胶的制备及其在含镍废水处理中的应用
发布时间：2025-06-24 04:31
SiO2凝胶是一种具有大孔容和高比表面积的三维网络结构多孔材料,在生物、医学、化学、催化等领域有广泛应用。本实验在水-乙醇体系中,分别添加丁胺（BA）、辛胺（OA）和十二胺（DA）,以正硅酸乙酯为硅源,利用其水解缩聚反应合成了含有机胺的SiO2复合干凝胶（即BA-gel、OA-gel、DA-gel）。实验采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射分析、能量色散谱分析、X-射线光电子能谱分析、红外光谱分析、N2等温吸附、热分析、核磁共振波谱分析、有机元素分析等测试手段对凝胶及废水处理后产物进行了表征,并分析了有机胺在SiO2凝胶合成过程中的作用机理。研究表明,凝胶中胺的含量随着烷基链长度的增加而增加,三种凝胶中胺分别占11.81wt%、31.11wt%和46.07wt%。XPS、红外结果证实复合凝胶中同时存在质子化和非质子化的氨基基团,随着烷基链的增长,前者与后者的比例逐渐减小,质即BA在水-乙醇体系中发生质子化的比例最高,而DA发生质子化的比例比BA和OA都小很多,所以在BA和OA中主要为静电吸...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 多孔SiO2材料
1.2 多孔SiO2材料的制备
1.2.1 影响正硅酸乙酯水解缩聚反应的因素
1.2.2 催化剂种类对反应过程及SiO2凝胶结构的影响
1.3 有机胺催化正硅酸乙酯水解缩合制备SiO2材料
1.3.1 有机胺的特性
1.3.2 有机胺在SiO2合成过程中的作用
1.4 含镍废水的处理
1.4.1 含镍废水的来源及危害
1.4.2 含镍废水的处理原理及方法
1.5 本课题的提出
1.6 论文的主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验所用试剂与仪器
2.2 实验过程
2.2.1 二氧化硅凝胶的合成
2.2.2 利用二氧化硅复合凝胶去除模拟废水中的镍离子
2.2.3 利用二氧化硅复合凝胶去除实际废水中的镍离子
2.3 实验数据处理
2.3.1 丁二酮肟分光光度法测定镍离子浓度
2.3.2 镍离子去除率的计算公式
2.4 测试分析与表征
第三章 添加有机胺合成的二氧化硅凝胶及其表征
3.1 添加有机胺合成的凝胶组成与结构分析
3.1.1 SEM分析
3.1.2 FTIR分析
3.1.3 有机元素分析
3.1.4 XPS分析
3.1.5 NMR分析
3.1.6 TG-DSC分析
3.1.7 N2等温吸附分析
3.1.8 含有机胺的凝胶在水中pH值的变化
3.2 添加不同量丁胺合成的凝胶组成与结构的分析
3.2.1 有机元素分析
3.2.2 N2等温吸附分析
3.2.3 TG-DSC分析
3.2.4 合成过程中丁胺用量对合成凝胶在水中pH的影响
3.3 不同有机胺在凝胶的合成过程中的作用机理分析
3.4 本章小结
第四章 二氧化硅干凝胶用于去除模拟含镍废水中的镍离子
4.1 凝胶去除水中镍离子的过程分析
4.1.1 反应时间的影响
4.1.2 凝胶用量的影响
4.1.3 凝胶的重复利用
4.2 沉淀物的表征
4.2.1 沉淀物的SEM和 TEM分析
4.2.2 沉淀物煅烧前后的红外分析
4.2.3 沉淀物的热分析
4.2.4 沉淀物的XRD分析
4.3 凝胶除去水中镍离子机理分析
4.4 处理后回收液合成凝胶
4.4.1 处理后回收液合成凝胶的合成过程
4.4.2 处理后回收液合成凝胶的表征分析
4.5 本章小结
第五章 实际废水中的镍的去除
5.1 预处理过程对实际废水中镍的去除效率的影响
5.1.1 预处理剂种类的影响
5.1.2 预处理剂用量的影响
5.1.3 预处理时间的影响
5.1.4 二氧化硅凝胶再处理含镍废液
5.2 实际含镍废液处理后的回收液合成凝胶及其表征
5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
附录
本文编号：4052490
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 多孔SiO2材料
1.2 多孔SiO2材料的制备
1.2.1 影响正硅酸乙酯水解缩聚反应的因素
1.2.2 催化剂种类对反应过程及SiO2凝胶结构的影响
1.3 有机胺催化正硅酸乙酯水解缩合制备SiO2材料
1.3.1 有机胺的特性
1.3.2 有机胺在SiO2合成过程中的作用
1.4 含镍废水的处理
1.4.1 含镍废水的来源及危害
1.4.2 含镍废水的处理原理及方法
1.5 本课题的提出
1.6 论文的主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验所用试剂与仪器
2.2 实验过程
2.2.1 二氧化硅凝胶的合成
2.2.2 利用二氧化硅复合凝胶去除模拟废水中的镍离子
2.2.3 利用二氧化硅复合凝胶去除实际废水中的镍离子
2.3 实验数据处理
2.3.1 丁二酮肟分光光度法测定镍离子浓度
2.3.2 镍离子去除率的计算公式
2.4 测试分析与表征
第三章 添加有机胺合成的二氧化硅凝胶及其表征
3.1 添加有机胺合成的凝胶组成与结构分析
3.1.1 SEM分析
3.1.2 FTIR分析
3.1.3 有机元素分析
3.1.4 XPS分析
3.1.5 NMR分析
3.1.6 TG-DSC分析
3.1.7 N2等温吸附分析
3.1.8 含有机胺的凝胶在水中pH值的变化
3.2 添加不同量丁胺合成的凝胶组成与结构的分析
3.2.1 有机元素分析
3.2.2 N2等温吸附分析
3.2.3 TG-DSC分析
3.2.4 合成过程中丁胺用量对合成凝胶在水中pH的影响
3.3 不同有机胺在凝胶的合成过程中的作用机理分析
3.4 本章小结
第四章 二氧化硅干凝胶用于去除模拟含镍废水中的镍离子
4.1 凝胶去除水中镍离子的过程分析
4.1.1 反应时间的影响
4.1.2 凝胶用量的影响
4.1.3 凝胶的重复利用
4.2 沉淀物的表征
4.2.1 沉淀物的SEM和 TEM分析
4.2.2 沉淀物煅烧前后的红外分析
4.2.3 沉淀物的热分析
4.2.4 沉淀物的XRD分析
4.3 凝胶除去水中镍离子机理分析
4.4 处理后回收液合成凝胶
4.4.1 处理后回收液合成凝胶的合成过程
4.4.2 处理后回收液合成凝胶的表征分析
4.5 本章小结
第五章 实际废水中的镍的去除
5.1 预处理过程对实际废水中镍的去除效率的影响
5.1.1 预处理剂种类的影响
5.1.2 预处理剂用量的影响
5.1.3 预处理时间的影响
5.1.4 二氧化硅凝胶再处理含镍废液
5.2 实际含镍废液处理后的回收液合成凝胶及其表征
5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
附录
本文编号：4052490
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/4052490.html
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