中孔氮化碳的制备及其吸附性能的研究(2)

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3.2 吸附动力学与吸附等温线 14

3.3 MCN用量对Cr(VI)吸附效果的影响 18

3.4 pH值对MCN吸附Cr(VI)效率的影响 18

3.5 温度对MCN吸附Cr(VI)的影响 20

3.6 共存离子对MCN吸附Cr(VI)的影响 21

结论 23

致谢 24

参考文献 25

1 引言

1.1 背景

铬（Cr）在大自然中存在的很广，在大气和水中都含有微量的铬。铬是人体必需的微量元素，这是与脂质代谢密切相关，可以帮助胰岛素代谢葡萄糖。如果食物没有提供足够的铬，人的身体内缺乏铬，便会影响碳水化合物和脂质的代谢。如果有大量的铬污染环境，将会危害到人体健康。自从工业革命以来，人类对自然环境的干扰和破坏强度不断增加。在21世纪，随着国民经济的持续快速发展，人民的生活质量不断提高，然后环境问题也不断出现，而其中最为严重的是水污染危机。中国正面临着水资源在数量和质量上的严重危机。无论是地表水还是地下水，中国的水污染已经很严重了。皮革，纺织生产，印染，油漆等行业都是产生六价铬的主要来源，可以说六价铬是无处不在的污染物。

铬酸盐（CrO42-）是一种常见的含氧阴离子，其毒性较大，可能会致癌，对人类的生活质量有潜在危险。1958年，世界卫生组织（WHO）颁布的《饮用水国际标准》中建议饮用水中铬含量最大值暂定为0.05 mg/L[1]。2006年，我国最新颁布的《生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）》中规定六价铬在饮用水中的含量不得超过0.05 mg/L[2]。

电镀，皮革，纺织，造纸，印染等工业废水，污泥和市政废物造成铬污染。文献中所报道的六价铬Cr(VI)的特性是对消化道和皮肤有刺激性并且有致癌作用[5]。我国把铬及其化合物列为水中优先控制污染物之一[6]。Cr(VI)的污染防治和环境整治技术研究的开发和应用是一个热点，对Cr(VI) 污染物质的控制和去除已经引起了人们的广泛关注[7,8]。论文网

目前，去除Cr(VI)较为常用的方法为还原法、混凝沉淀、吸附等[3,4]。吸附法由于吸附材料价格趋于合理，并且操作相对简单，处理过程不会形成大量污泥等优点而越来越受到青睐。

活性炭具有比表面积大，吸附能力强，可吸附去除污水杂质，包括一些致癌物质或有毒微量芳香物质，因此成为了污水处理中的一个重要的吸附材料 [9]。然而，微多孔碳材料（孔径小于2 nm）占了很大的比例，比较大的分子或化合物不能进入其孔中，极大地减少了活性炭的吸附能力[ 10,11 ] 。中孔碳具有大的比表面积，中孔碳的孔径分布适中，可以用作深度处理饮用水的重要活性炭材料。目前制备中孔碳材料的方法主要有催化活化法、混合聚合物炭化法、模板炭化法。其中，模板炭化法能够有效控制孔结构和孔径分布，有广泛的应用前景[12]。采用中孔硅为模板，已经合成一系列中孔碳CMK2n （ n = 1～5） [ 13,14,15]，这些中孔碳具有大的孔容，高的比表面积，规则排列的孔结构和化学稳定性，被广泛应用在催化、氢存储、分离提纯和吸附大分子等领域[16,17] 。

有序中孔材料是近些年来迅速发展起来的新型高效能吸附剂。相比较于传统的微孔吸附剂，有序中孔材料可提供物质传输和吸附过程中所需要的中孔结构，从而通过对其表面的化学反应活性基团的改进，以满足特定要求的重金属离子的吸附。1997年,Feng 等 [18] 首次报道基官能化有序中孔MCM-41二氧化硅水性和非水性体系的Hg（II）等重金属离子的去除，显示出良好的吸附效果。随后，Mercier等[19] 研究了巯基官能化的MCM-41和HMS分子筛汞（II）的吸附。到目前为止，几乎所有氧化硅材料，如MCM-41、SBA-1、HMS、SBA-15等都经过功能化修饰，用于有针对性的对相应重金属离子的吸附。有序中孔碳（OMC）是一种新型的中孔材料，因为它具有较大的表面积等等，这样的性能在吸附分离，催化等领域有着巨大的潜在应用。