介孔吸附剂在水处理中的应用研究进展_吴胜举

专论与综述ResearchprogressintheapplicationofmesoporousadsorbenttothefieldofwatertreatmentWuShengju，LiFengting，ZhangBingru（CollegeofEnvironmentalScience&EngineeringofTongjiUniversity，StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse，TongjiUniversity，Shanghai200092，China）介孔吸附剂在水处理中的应用研究进展吴胜举，李风亭，张冰如（同济大学环境科学与工程学院，污染控制与资源化国家重点实验室，上海200092）［摘要］介孔材料由于具有比表面积大、孔隙率高、孔径分布均匀、表面富含不饱和基团以及长程结构有序等优点而在化工、生物医药、环境保护和功能材料等领域具有广阔的应用前景。全面综述了介孔吸附剂在处理电镀、染料、造纸、化工、冶金等领域废水中的应用，并就该类材料在其应用中存在的问题及研究方向做了简要论述。［关键词］介孔材料；重金属废水；染料废水；吸附剂［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）04-0001-04Abstract：Sincemesoporousmaterialsarecharacterizedbythemerits，suchasbigsurfacearea，highporosity，av-erageporediameter，highunsaturatedgroupofthesurfaceandorderedlongrangestructure，theyhavehadwideapplicationprospectinchemicalindustry，biologyandmedicine，environmentalprotectionandfunctionalmaterials.Theapplicationofmesoporousmaterialstothetreatmentofwastewaterfromheavymetal，dyestuff，papermaking，chemicalindustryandmetallurgyisentirelysummarized.Theexistingproblemsandresearchdirectionoftheappli-cationofmesoporousmaterialstothefieldofwatertreatmentarealsodiscussed.Keywords：mesoporousmaterials；heavymetalwastewater；dyestuffwastewater；adsorbent［基金项目］国家科技重大专项资助水专项课题（2008ZX07421-002）根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）的定义，按照孔径的大小，多孔材料可分为微孔材料、介孔材料和大孔材料。大孔材料的孔径>50nm，微孔材料的孔径<2nm，介孔材料的孔径介于2～50nm〔1〕。按照结构特征，多孔材料又可以分为无序孔结构材料（无定形）和有序孔结构材料（一定程度有序）两类。1992年MOBIL公司的研究人员首次使用烷基季铵盐型阳离子表面活性剂作为模板剂成功合成出M41S介孔材料〔2〕，从而将多孔材料从微孔扩展到介孔，且在微孔材料（如沸石）与大孔材料（如活性炭）之间架起了一座桥梁。介孔材料由于具有比表面积大、孔隙率高、孔径分布窄、表面富含不饱和基团、长程结构有序以及孔径容易控制等特点〔3-4〕，在化工（催化剂、化学载体、化学分离和化学基质等）、生物医药（酶、蛋白质等的固定和分离，细胞/DNA的分离和缓释药物等）、环境保护（气体吸附剂和水质净化等）和功能材料（储能材料、纳米反应器、复合发光传感材料和纳米半导体团簇粒子）等领域具有广阔的应用前景，成为当今研究的热点和前沿〔4-5〕。随着工业化程度的逐渐提高，水体中污染物的种类不断增加，毒性不断加大，其治理问题正日益受到公众的关注。采用吸附法处理水体中的污染物，可实现污染治理和废物资源化的统一，符合循环经济和可持续发展的要求。目前，对介孔材料的研究主要集中于模板剂的选择、制备原理与方法、表征手段、化学修饰、形貌及控制与应用等方面〔3，6〕。笔者从介孔材料处理不同废水的角度来综述介孔材料在水处理中的应用。第30卷第4期2010年4月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.4Apr.，20101——工业水处理2010－04，30（4）专论与综述1吸附法在水处理中的应用吸附法是去除污染水体中污染物的有效方法之一。