有机-无机杂化膦酸钛材料的制备、表征及应用

摘要

有机-无机杂化纳米材料结合了有机材料、无机材料和纳米材料的优良特性,有着极大的创新价值和应用前景。杂化材料能够在分子水平控制物质的结构,可以使材料的性能产生丰富的变化,在机械,光学,电子,吸附,分离,催化,化学和生物等许多领域具有广阔的应用。
　　本实验主要是以乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)为有机膦酸,以十六烷基溴化铵(CTAB)为模板剂,分别以钛酸四丁脂(TBAB)和四氯化钛(TiCl4)为钛源,采用溶胶-凝胶的方法制备有机-无机杂化膦酸钛材料,分别标记为EDTMPS-TBAB和EDTMPS-TiCl4。当使用有机钛源时,得到无序的介孔结构材料;当以无机化合物四氯化钛为钛源时,改变水醇比,优化合成条件,可以制备出有序的介孔结构。通过SEM、XRD、FT-IR、ICP、N2吸附-脱附等方法对样品的结构和形貌进行了表征。有序介孔膦酸钛材料的比表面积为606m2/g。
　　将所制备的样品应用在对染料废水的吸附上,考查了不同吸附时间,不同吸附剂用量,不同染料溶液的pH值,不同温度等因素对吸附过程的影响。用准一级动力学,准二级动力学对吸附过程进行描述。采用不同的吸附等温模型,计算不同温度下热力学常数。利用D-R吸附等温模型计算吸附自由能,由此可判断吸附的类型。结果表明,有序介孔膦酸钛对阳离子染料有很好的吸附作用,吸附量很大,能很快达到吸附平衡。吉布斯自由能为负值,表明吸附过程是自发进行的。由吸附自由能判断,吸附过程为物理吸附。

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第一章 绪论

§1-1 引言

§1-2有机-无机杂化材料概述

§1-3杂化材料的合成方法

§1-4杂化材料的应用

§1-5 本课题研究的目的和内容

第二章 实验方法与性能表征

§2-1 实验试剂与所用仪器

§2-2 材料性能表征

§2-3吸附模型

§2-4 热力学常数的计算

§2-5本章小结

第三章 有机-无机杂化膦酸钛材料的制备和表征

§3-1引言

§3-2实验部分

§3-3样品的形貌结构表征

§3-4本章小结

第四章 无序介孔膦酸钛对亚甲基兰吸附的研究

§4-1 引言

§4-2 实验部分

§4-3 无序介孔膦酸钛对亚甲基兰吸附的研究

§4-4无序介孔膦酸钛对MB的吸附模型和热力学参数

§4-5 本章小结

第五章 有序介孔膦酸钛对MB吸附研究

§5-1引言

§5-2 有序介孔膦酸钛对MB的静态吸附研究

§5-3 有序介孔膦酸钛对MB的吸附模型和热力学参数

§5-4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果