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随着工业和经济的发展,重金属污染已经人类生存造成了严重威胁,成为一个严重的环境问题。常见的重金属污染包括水中重金属污染和土壤重金属污染等。处理重金属的方法主要有吸附法、溶剂萃取法等。螯合吸附材料具有廉价,高效和吸附速率快等特点,成为研究的热点。聚倍半硅氧烷作为螯合吸附材料的一种,拥有众多优良的吸附性能,如比表面积大,吸附速率快,物理化学性能稳定等。虽然聚倍半硅氧烷能够吸附土壤和污水中重金属,但是作为粉末状的吸附剂在吸附完成后很难回收利用,因而限制了其吸附重金属的能力。为了解决这一问题,我们希望将粉末状的聚倍半硅氧烷负载纤维表面,制备一种纤维复合材料吸附剂。芳纶纤维具有高强度、高模量、耐热性能好和耐化学腐蚀等优点,广泛应用于军工,航天等领域。同时对位芳纶纤维,具有苯环和酰胺键两个高反应活性基团,因此选择芳纶纤维为基体,将聚倍半硅氧烷负载于纤维表面制备复合材料吸附剂。本文采用芳纶1414纤维为基体,二甲基亚砜为溶剂,采用金属化,环氧化方法制备了不同含量的环氧化的芳纶1414(PPTA-ECH-1~PPTA-ECH-5)。将氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)与PPTA-ECH进行反应,制备硅烷偶联剂修饰的芳纶纤维(PPTA-APTES-1~PPTA-APTES-5)。采用溶胶凝胶法,将PPTA-APTES分别和氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和巯基丙基三乙氧基硅烷(MPTES)进行反应合成氨基倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合材料(PPTA-PAPSQ-1~PPTA-PAPSQ-5)和巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合材料(PPTA-PMPSQ-1~PPTA-PMPSQ-5)。对合成的材料进行IR、FE-SEM、XRD、BET、TA、EA等表征。实验结果表明PPTA-PMPSQ表面的聚倍半硅氧烷为疏松多孔纳米颗粒状,而PPTA-PMPSQ表面的聚倍半硅氧烷为凝胶状。证明成功合成了目标材料,二者官能团的不同造成了二者合成机理不同导致表面聚倍半硅氧烷的形态不同。本文研究了改性芳纶纤维复合材料吸附剂PPTA-PAPSQ和PPTA-PMPSQ对不同重金属的静态饱和吸附。同时对Au(Ⅲ),Hg(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)进行,吸附热力学,选择性吸附,PH值的影响,吸附动力学,洗脱性能试验等系统的研究。动力学实验表明PPTA-PAPSQ和PPTA-PMPSQ对Au(Ⅲ),Hg(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的吸附属于拟二级动力学模型。热力学实验表明PPTA-PAPSQ和PPTA-PMPSQ对Au(Ⅲ),Hg(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的吸附符合朗格缪尔(Langmuir)吸附模型,为单分子层吸附,同时该过程属于自发、熵增、吸热反应。吸附选择性实验表明,两类材料对以上三种离子的吸附均具有很好的吸附选择性。总之,成功合成了PPTA-PAPSQ和PPTA-PMPSQ的两类纤维吸附材料,同时对处理土壤和污水中的Au(Ⅲ),Hg(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)具有很大的应用潜力。