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硅膠(mSiO2·nH2O)又名氧化硅膠和硅酸凝膠。它是透明或乳白色顆粒,吸濕量能達(dá)40%左右,能耐鹽酸、硫酸、硝酸的浸漬,有球形和不規(guī)則型兩種。通常使用的變色硅膠,是將硅酸凝膠用CoCl2溶液浸泡,然后經(jīng)干燥活化后制得的。因?yàn)闊o(wú)水COCl2為藍(lán)色,水合CoCl2·6H2O顯紅色。所以根據(jù)變色硅膠的顏色變化,可以判斷硅膠吸水的程度。變色硅膠常作為干燥劑和吸附劑使用。
硅膠聚胺復(fù)合材料的應(yīng)用
硅膠聚胺復(fù)合材料性能優(yōu)異,在使用過(guò)程中性能穩(wěn)定,已經(jīng)在色譜柱技術(shù)、環(huán)境分析、催化劑等場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用。但是,這些領(lǐng)域由于用量等因素的限制,使硅膠聚胺復(fù)合材料不容易進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用。隨著固相分離技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化,硅膠聚胺復(fù)合材料與離子交換樹(shù)脂相比具有明顯的優(yōu)越性[1,2],如:(1)硅膠鍵合相具有更高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性;(2)由于功能基團(tuán)的分散方式不同,硅膠復(fù)合材料比離子交換樹(shù)脂具有更快的離子交換速率;(3)硅膠復(fù)合材料在使用過(guò)程中可以提供恒定的機(jī)械特性。而有機(jī)樹(shù)脂功能基團(tuán)的溶劑化作用,會(huì)引起有機(jī)樹(shù)脂在操作循環(huán)中不斷收縮和膨脹,導(dǎo)致樹(shù)脂體積不斷變化,造成操作條件異常;并且,有機(jī)樹(shù)脂重復(fù)的收縮和膨脹也將造成顆粒的破裂和粉碎。此外,硅膠聚胺復(fù)合材料還有使用周期長(zhǎng)、產(chǎn)品成本低等特點(diǎn)。顯然,隨著對(duì)金屬離子回收的日益關(guān)注,使得硅膠聚胺復(fù)合材料的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用也成為了可能。
硅膠聚胺復(fù)合材料在污水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。與聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂不同,具有剛性大孔結(jié)構(gòu)的硅膠幾乎是固定床裝置的理想材料,其背壓比傳統(tǒng)包裝材料的背壓低的多,因此可具有更大的流速和操作流量。rosenberg研究組[10]把硅膠聚胺復(fù)合材料(wp-1、wp-2 和wp-3)用于伯克利銅礦污水處理,可以把礦坑廢水中的銅、鋁、鋅等金屬離子的濃度降低到允許排出量以下,回收的銅、鋅溶液純度高達(dá)90%。izatt 等[12]利用硅膠復(fù)合材料固相分離技術(shù),成功地清除了核電站的酸性廢液中的90sr2+和pb2+離子。文獻(xiàn)顯示,在高濃度其它陽(yáng)離子存在的情況下,用不同的superlig系統(tǒng)可以有效地清除酸性廢液中的90sr2+和pb2+離子,并且具有很高的選擇性。
硅膠聚胺復(fù)合材料也可以在飲用水方面進(jìn)行應(yīng)用。fischer等[10]報(bào)道了用硅膠聚胺復(fù)合材料wp-3處理含有痕量有毒重金屬離子的飲用水,結(jié)果表明wp-3能夠有效地除去飲用水中痕量的鉛、汞等重金屬離子,可以使?jié)B漏液中的鉛離子含量一直低于允許限15ppb以下。
硅膠聚胺復(fù)合材料在其它領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。由于硅膠載體不易提供細(xì)菌的生長(zhǎng)環(huán)境,操作系統(tǒng)更容易維持無(wú)菌條件,因此硅膠聚胺復(fù)合材料更適宜在食品等具有嚴(yán)格衛(wèi)生要求的行業(yè)使用。硅膠聚胺復(fù)合材料也可用在核電站、核武器生產(chǎn)廠等具有輻射污染的特殊場(chǎng)合[13],用硅膠聚胺復(fù)合材料處理其循環(huán)冷卻水、廢水則顯示了相當(dāng)優(yōu)良的穩(wěn)定性。此外,楊林等[14]報(bào)道了甲硅烷基化的sio2表面作為基底,用含有氨基的有機(jī)分子在其表面上進(jìn)行自組裝,反應(yīng)生成均勻的氨端基單分子層。這種單分子層在非線性光學(xué)器件、粘結(jié)、仿生材料等方面有廣泛的應(yīng)用。
總之,硅膠聚胺復(fù)合材料是一種新型的功能材料。根據(jù)特定目的,在硅膠聚胺復(fù)合材料表面固載特定的功能基團(tuán)或螯合劑,賦予其更特殊的螯合功能,可用于污水處理、飲用水脫除痕量重金屬離子和選擇性回收貴重金屬等領(lǐng)域。尤其是,硅膠聚胺復(fù)合材料和固相吸附分離(sps)技術(shù)相結(jié)合,使得其有可能大規(guī)模地應(yīng)用于水處理等領(lǐng)域。因此硅膠聚胺復(fù)合材料是一種極具開(kāi)發(fā)價(jià)值和大規(guī)模應(yīng)用的新型材料。
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硅膠(mSiO2·nH2O)又名氧化硅膠和硅酸凝膠。它是透明或乳白色顆粒,吸濕量能達(dá)40%左右,能耐鹽酸、硫酸、硝酸的浸漬,有球形和不規(guī)則型兩種。通常使用的變色硅膠,是將硅酸凝膠用CoCl2溶液浸泡,然后經(jīng)干燥活化后制得的。因?yàn)闊o(wú)水COCl2為藍(lán)色,水合CoCl2·6H2O顯紅色。所以根據(jù)變色硅膠的顏色變化,可以判斷硅膠吸水的程度。變色硅膠常作為干燥劑和吸附劑使用。
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