硼杂化凝胶吸附剂的制备与吸附机理研究

摘要

本文以有机硅二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(TSPA)和正硅酸乙酯(TEOS)混合作为前驱物制备了凝胶A吸附剂,研究了该凝胶对溶液中硼的吸附动力学和热力学,凝胶A对硼的平衡吸附量随起始硼浓度和溶液离子强度的增加而增大,溶液pH值在6-8时,吸附量最高。以N-甲基葡萄糖胺(MG)为官能团化合物制备了凝胶B1和B2,对比研究了所得凝胶与市售D564树脂对水溶液中硼吸附性能的差异。凝胶B1、B2和D564树脂三种吸附剂的平衡吸附量均随起始硼浓度的增加而增大,在溶液的pH值为8左右时,吸附量最高,溶液的离子强度对吸附动力学和热力学均有影响,对凝胶的影响尤其明显。树脂和凝胶的吸附等温线均为H2型,表明二者对硼的吸附均为化学吸附,主要作用力为络合作用。D564树脂和凝胶B1和B2的吸附量分别可达1.59、1.18和2.08mmol·g-1。对凝胶A和B1、B2以及D564树脂吸附机理的综合研究结果表明,如果仅仅利用静电、氢键和疏水作用,硼吸附剂的吸附容量很低,为使吸附剂具有较高的吸附容量,必须利用络合机理。