毕业论文论文题目：介孔二氧化硅材料重金属离子吸附性能研究Kunming University of Science and TechnologyGraduation ThesisThesis Title :The adsorption properties of mesoporous silica materials for heavy metal ionCollege :Environmental Science and Engineering College Specialty : Renewable resources, science and technology Class:081Student ID :200810703112Name :Chen DaweiTeacher :Zhu Wenjie目录第一章、绪论 (6)1.1 国内水环境污染现状及危害 (6)1.2 水体重金属污染的治理方法 (7)1.2.1 物理化学方法 (7)(1) 稀释法 (7)(2) 混凝沉淀法 (7)(3) 离子还原法和交换法 (7)(4) 电动力学修复技术 (8)(5) 吸附处理技术 (8)1.2.2 生物修复法 (9)(1) 植物修复法 (9)(2) 动物修复法 (10)(3) 微生物修复法 (10)1. 3 介孔二氧化硅材料简述 (10)1.3.1多孔无机材料的分类 (11)1.3.2具有有序孔道结构介孔材料的发现 (11)1.3.3介孔二氧化硅材料 (12)(1) 合成的基本特征 (12)(2) 生成机理 (12)(3) 介孔氧化硅的结构 (13)1.3.4 介孔材料的研究展望 (13)第二章、实验 (14)2.1实验设备和试剂 (14)2.2 实验 (14)2.2.1铜离子吸附实验 (14)(1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (14)(2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (15)(3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (15)2.2.2 铅离子的吸附试验 (15)(1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (15)(2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (16)(3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (16)(4) 介孔二氧化硅材料在不同PH下吸附性能测试 (16)2.2.3Cd2+的吸附试验 (17)(1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (17)(2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (17)(3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (17)(4) 介孔二氧化硅材料在不同pH下吸附性能测试 (18)第三章、实验结果处理与分析 (18)3.1 计算公式 (18)3.2 铜离子吸附结果分析 (19)3.2 铅离子吸附结果分析 (22)3.3 Cd2+吸附结果分析 (25)第四章、结论与建议 (28)一. 结论 (28)二.建议 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (32)表1 对铜离子吸附的结果和处理 (32)表2 对铅离子吸附的结果和处理 (33)表3 对Cd2+吸附的结果和处理 (36)介孔二氧化硅材料对重金属离子吸附性能研究摘要：简要介绍了重金属离子对环境的污染和目前所应用的治理水体重金属污染的方法，着重叙述了介孔二氧化硅材料的发展及其在重金属吸附中发挥的作用。
本文重点比较了介孔二氧化硅、沸石、硅藻土的重金属离子的吸附性能，对含Cu2+、Pb2+、Cd2+的溶液进行了静态吸附实验，初步确定了介孔二氧化硅对不同离子吸附的最佳条件。
实验结果表明：沸石对Cu2+、P b2+、C d2+的吸附容量分别为17.255 mg/g、39.35 mg/g、17.75 mg/g；硅藻土对Cu2+、P b2+、C d2+吸附容量分别为16.28 mg/g、32.475 mg/g、17.5 mg/g；介孔二氧化硅材料对Cu2+、P b2+、C d2+吸附容量分别达到35.6mg/g、51.37 mg/g、28.1 mg/g。
关键词：重金属污染，介孔二氧化硅，吸附实验Adsorption properties of mesoporous silica materials for heavy metal Abstract: A brief introduction to the heavy metal ion pollution for the environment and the current treatments to the heavy metal pollution, In particular, describes the development of mesoporous silica materials and the role in heavy metal adsorption. We focused on comparing the adsorption properties of mesoporous silica, zeolite, diatomaceous earth for heavy metal ions, carried out the static adsorption experiments for the solution of Cu2 +、Pb2 + and Cd2 + , initially determined the optimal conditions of mesoporous silica for different ion adsorption. Experimental results show that:The adsorption capacity of Zeolite for Cu2 +、Pb2 + and Cd2 +are 17.255mg/g、39.35 mg/g and 17.75 mg/g,respectively; The adsorption capacity of diatomaceous earth for Cu2 +、Pb2 + and Cd2 + are 16.28 mg/g、32.475 mg/g and 17.5 mg/g, respectively;The adsorption capacity of mesoporous silica materials for Cu2 +、Pb2 + and Cd2 + are 35.6 mg/g、51.37 mg/g and 28.1 mg/g, respectively.Keywords:heavy metal pollution; mesoporous silica; adsorption experiments第一章、绪论1.1 国内水环境污染现状及危害我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80.1%。
此外，由于矿山开采、金属冶炼废水排放、污水灌溉等人为因素的影响，导致重金属污染物在土壤中累积，使农产品的产量和质量下降。
重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康，例如日本由于汞污染引发的“水俣病”和由镉污染造成的“骨痛病”就是典型例证。
因此可以说水体重金属污染已经成为当今世界上最严重的环境问题之一，而如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为世界各国政府以及广大环保工作者研究的热点。
1.2 水体重金属污染的治理方法总的来说，水体重金属污染修复治理采用以下两条基本途径，一是降低重金属在水体中的迁移能力和提高生物可利用性；二是将重金属从被污染水体中彻底清除。
1.2.1 物理化学方法(1) 稀释法稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中，从而降低重金属污染物浓度，减轻重金属污染的程度。
此法适于受重金属污染程度较轻的水体的治理，这种方法不能减少排入环境中的重金属污染物的总量，又因为重金属有累积作用，当重金属污染物在这些水体中的浓度达到一定程度时，生活在其中的生物就会受到重金属的影响，发生病变和死亡等现象，所以这种处理方法目前渐渐被否定。
(2) 混凝沉淀法许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在，加入碱性物质，使水体PH 值升高，能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。
另外，其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。
所以，向重金属污染的水体施加石灰、NaOH、Na2S 等物质，能使很多重金属形成沉淀去除，降低重金属对水体的危害程度。
这是目前国内处理重金属污染普遍采用的方法。
(3)离子还原法和交换法离子还原法是利用一些容易得到的还原剂将水体中的重金属还原，形成无污染或污染程度较轻的化合物，从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性，以减轻重金属对水体的污染。
例如，电镀污水中常含有六价铬离子（Cr6+），它以铬酸离子（Cr2O72-）的形式存在，在碱性条件下不易沉淀且毒性很高，而三价铬毒性远低于六价铬，但六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬。
因此，常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬。
离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，达到治理目的。
经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。
这类方法费用较低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，并且容易造成二次污染。
(4)电动力学修复技术电修复法是20 世纪90 年代后期发展起来的水体重金属污染修复技术，其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场，利用电场迁移力将重金属迁移出水体。
Ridha 等提出，在一个碳的毡状电极上，用电沉积法从工业废水中除去铜、铬和镍的技术。
另外，可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。
此外，近年来还有人把电渗析薄膜分离技术应用到污水重金属处理实践当中。
(5)吸附处理技术吸附处理技术是指利用某些材料强大的吸附性能来去除水中污染物的技术，用得最多的是活性炭。
肖克艰组用粉末活性炭(PAC)对河水进行了处理，投加30-40mg/l PAC后对CODm的去除在50％左右，对TOC去除约为25％，对氨氮去除效果不好，为l0％-20％之间。
另外，PAC对矿物油有较好的吸附效果。
目前常用吸附剂有活性炭(AC)、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、离子交换树脂。
活性炭(AC)具有丰富微孔结构和表面憎水性，其对水中某些污染物有极强的亲和力，是污染物有效的去除方法。
但是作为微反应器活性炭的孔结构不均一，热稳定性较差。
硅藻土、活性氧化铝、离子交换树脂也存在相同的缺陷。