双吡啶基功能化Cr(Ⅲ)印迹介孔二氧化硅材料的制备及其吸附性能研究

摘要

采用表面印迹技术,以CrⅢ为模板离子,2(2-吡啶)甲醇为功能单体,3-碘丙基三乙氧基硅烷为交联剂,介孔硅材料MCM-41为固相载体,设计并合成了含氮双齿配体修饰的铬Ⅲ离子印迹介孔二氧化硅材料(CrⅢ-IIPs).采用红外光谱、固态核磁共振、小角X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和氮气吸附-脱附(BET)实验对此印迹材料的结构和形貌进行了表征.BET测试结果表明,CrⅢ-IIPs的比表面积(625.3 m2/g)大于CrⅢ-NIPs(527.1 m2/g).温度为25℃,pH=5,吸附时间为30 min时,此印迹材料对Cr3+离子的吸附达到平衡,吸附容量为151.2 mg/g.等温吸附模型和吸附动力学研究表明,吸附等温模型符合Langmuir模型,相关系数为0.9929;吸附动力学符合Pseudo-second-order模型,相关系数为0.9806.CrⅢ-IIPs对Cr3+/CrO2-4、Cr3+/Cu2+、Cr3+/Cd2+、Cr3+/Hg2+、Cr3+/Co2+、Cr3+/Ni2+的相对选择性系数分别为5.13、1.21、1.97、1.71、1.27和4.00,对Cr3+具有较强的选择性.CrⅢ-IIPs经10次再生后,吸附量为初始量的90.7％,再生循环效果较好.