沥青质-高岭土/三聚氰胺磁性多孔碳复合材料的制备及吸附性能研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:my_lyb
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本文以高岭土为原料,采用煅烧和酸改性相结合的方法对其进行改性,制备了具有较高比表面积和较优吸附能力的酸改性高岭土(AMK)。以AMK为载体,采用超声浸渍法和煅烧相结合制备了Fe2O3@AMK。以石油沥青质(As)为碳源,Fe2O3@AMK为磁性材料的前体物质,通过一步炭化法制备了具有强吸附性能的沥青质-高岭土磁性复合炭粉(As-MCCP);然后以As-MCCP为原料,利用压球技术制备了具有多级孔道结构的一壳多核型沥青质-高岭土磁性复合炭球(As-MCCS),并研究了他们对次甲基蓝(MB)和六价铬(Cr(VI))废水的吸附。最后以三维三聚氰胺海绵(MS)为基体,通过浸渍-涂覆法和一步炭化法制备了具有超亲油疏水性能的磁性复合海绵(As-MCMS),并研究了其对含油废水的吸附。(1)采用正交试验法探究了高岭土改性工艺条件对其比表面积和MB吸附能力的影响,确定了最佳制备条件为:煅烧温度800°C,煅烧时间2 h,酸用量6m L/g,酸浓度6 mol/L,90°C下酸浸4 h。(2)采用单因素法探究了制备工艺条件对As-MCCP孔结构及其对MB和Cr(VI)吸附能力的影响,确定了最佳制备条件为:碱碳比3,活化温度850°C,活化时间90 min。As-MCCP对MB和Cr(VI)的吸附均由化学吸附控制,其中对MB的吸附主要为均匀的单分子层吸附,对Cr(Ⅵ)的吸附主要为不均匀的多分子层吸附,也有均匀的单分子层吸附。(3)所制备的磁性复合海绵As-MCMS具有优异的亲油疏水性,可选择性地吸附油品,也可对稳定乳液进行破乳。通过控制磁场方向,还可引导As-MCMS进行原位除油,利用永磁铁即可实现其回收。最后还探讨了针对不同油品实现As-MCMS再循环利用的方式。
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