磷酸功能化空心二氧化硅的制备及其对Cd2+的吸附
作者:吕博; 陈连喜
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以2-氰乙基三乙氧基硅烷(CTES)和3-脲丙基三甲氧基硅烷(TMS UDP,TMS)为核壳前驱体,氨为催化剂,采用一步法和官能团差示腐蚀法合成了脲基功能化中空二氧化硅-纳米球(UD-hsns),并通过后磷酸化将其转化为磷酸化中空二氧化硅-纳米球(H2O3P-HSNs)。通过扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪和热重分析(TG)对微球的形态、结构和性能进行了表征。结果表明,UD HSN和H2O3P-HSNs的粒度分布在450~650nm范围内,外壳厚度在70~100nm范围内。磷酸基团改性前后纳米颗粒的形貌和粒径变化不大。从比表面积的孔径分析可以看出,含有脲基或磷酸基团的空心二氧化硅材料具有一定的比表面积。FTIR、EDS、XPS和TG表明,磷酸基团成功地接枝到二氧化硅材料上,改性材料含有一定量的P元素,含量约为5%。吸附实验表明,UD-hsns和H2O3P-HSNs可以在min120后逐渐接近饱和吸附容量。当pH值浓度约为6,初始Cd2+浓度为100~180 mg/L时,两种材料具有良好的吸附性能。UD hsns的最大吸附容量为152.63 mg/g,H2O3P-HSNs为171.81 mg/g。经过五次回收,两种材料对Cd2+的吸附性能仍为首次的65%~70%。