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多级孔道复合氧化物由于其较大的比表面积,特殊的形貌结构,较好的中低温活性,被广泛应用于污染物的处理。天然生物模板具有多层次、多维、多组分的有序结构形貌特征,为金属氧化物形貌的构筑提供了新的手段,丰富了金属氧化物结构,扩大了其应用范围。本文将生物模板与水热合成法、浸渍法相结合,制备多级孔道复合氧化物,并以此作为吸附剂,考察其对吸附油田污水中磺化褐煤的去除性能。并通过SEM、XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、TG-DTA等表征手段分析了样品的形貌、物相结构、孔径大小等物理化学性质,初步探讨了吸附剂结构与其吸附性能之间的对应关系。
以滤纸为模板,硝酸镁、硝酸铝为前驱体、尿素为沉淀剂,采用水热法合成了生物模板衍生多级孔道复合氧化物。分析结果表明,该材料很好的复制了滤纸纤维的三维网状结构,金属氧化物纳米片均匀的分布在滤纸纤维表面。N2吸附-脱附分析表明,生物模板衍生复合氧化物的比表面积可达178.84m2/g。其对磺化褐煤表现出良好的吸附性能。在温度为298K,吸附剂用量0.3g/L,吸附溶液pH为7,生物模板衍生复合氧化对磺化褐煤的饱和吸附量可以达到664.83mg/g。通过吸附动力学和热力学性能分析得到该吸附过程中吸附等温线符合Langmuir模型;动力学吸附过程符合准二级动力学模型;吸附过程中?H为179.43KJ/mol;?S的值为630.67J/(mol-1﹒K-1);?G的值分别为-8.51、-11.66、-14.81KJ/mol其绝对值随着吸附过程反应温度的升高而增大,表明该过程是吸热反应并且能够自发进行。再生性能结果表明该材料具有良好的吸附稳定性。
以丝瓜瓤为模板,硝酸镁、硝酸铝为前驱体液、尿素为沉淀剂,采用水热法合成了生物模板衍生多级孔道复合氧化物。分析表明,该材料很好的复制了丝瓜瓤的网状纤维结构。N2吸附-脱附分析表明,生物模板衍生复合氧化物的比表面积可达241.56m2/g。其对磺化褐煤表现出良好的吸附性能。在温度为298K,吸附剂用量0.27g/L,吸附溶液pH为7,生物模板衍生复合氧化对磺化褐煤的饱和吸附量可以达到735.42mg/g。通过吸附动力学和热力学性能分析得到该吸附过程中吸附等温线符合Langmuir模型;动力学吸附过程符合准二级动力学模型;吸附过程中?H为82.12KJ/mol;?S的值为281.13J/(mol-1﹒K-1);?G的值分别为-8.558、-11.35、-14.18KJ/mol,其绝对值随着吸附过程反应温度的升高而增大,表明该过程是吸热反应并且能够自发进行。再生性能结果表明该材料具有良好的吸附稳定性。
以脱脂棉为模板,四水乙酸镁为前驱体液,采用浸渍法合成了生物模板衍生多级孔道MgO,分析表明,该材料很好的复制了脱脂棉的长管纤维结构。N2吸附-脱附分析表明,生物模板衍生MgO的比表面积可达90.73m2/g,其对磺化褐煤表现出良好的吸附性能。在温度为298K,吸附剂用量为0.5g/L,吸附溶液pH为3,生物模板衍生MgO对磺化褐煤的饱和吸附量可以达到199.83mg/g,通过吸附动力学和热力学性能分析得到该吸附过程中吸附等温线符合Langmuir模型;动力学吸附过程符合准二级动力学模型;吸附过程中?H为179.43KJ/mol;?S的值为230.88J/(mol-1﹒K-1);?G的值分别为-4.35、-7.18、-8.94KJ/mol,其绝对值随着吸附过程反应温度的升高而增大,表明该过程是吸热反应并且能够自发进行。再生性能结果表明该材料具有良好的吸附稳定性。
以滤纸为模板,硝酸镁、硝酸铝为前驱体、尿素为沉淀剂,采用水热法合成了生物模板衍生多级孔道复合氧化物。分析结果表明,该材料很好的复制了滤纸纤维的三维网状结构,金属氧化物纳米片均匀的分布在滤纸纤维表面。N2吸附-脱附分析表明,生物模板衍生复合氧化物的比表面积可达178.84m2/g。其对磺化褐煤表现出良好的吸附性能。在温度为298K,吸附剂用量0.3g/L,吸附溶液pH为7,生物模板衍生复合氧化对磺化褐煤的饱和吸附量可以达到664.83mg/g。通过吸附动力学和热力学性能分析得到该吸附过程中吸附等温线符合Langmuir模型;动力学吸附过程符合准二级动力学模型;吸附过程中?H为179.43KJ/mol;?S的值为630.67J/(mol-1﹒K-1);?G的值分别为-8.51、-11.66、-14.81KJ/mol其绝对值随着吸附过程反应温度的升高而增大,表明该过程是吸热反应并且能够自发进行。再生性能结果表明该材料具有良好的吸附稳定性。
以丝瓜瓤为模板,硝酸镁、硝酸铝为前驱体液、尿素为沉淀剂,采用水热法合成了生物模板衍生多级孔道复合氧化物。分析表明,该材料很好的复制了丝瓜瓤的网状纤维结构。N2吸附-脱附分析表明,生物模板衍生复合氧化物的比表面积可达241.56m2/g。其对磺化褐煤表现出良好的吸附性能。在温度为298K,吸附剂用量0.27g/L,吸附溶液pH为7,生物模板衍生复合氧化对磺化褐煤的饱和吸附量可以达到735.42mg/g。通过吸附动力学和热力学性能分析得到该吸附过程中吸附等温线符合Langmuir模型;动力学吸附过程符合准二级动力学模型;吸附过程中?H为82.12KJ/mol;?S的值为281.13J/(mol-1﹒K-1);?G的值分别为-8.558、-11.35、-14.18KJ/mol,其绝对值随着吸附过程反应温度的升高而增大,表明该过程是吸热反应并且能够自发进行。再生性能结果表明该材料具有良好的吸附稳定性。
以脱脂棉为模板,四水乙酸镁为前驱体液,采用浸渍法合成了生物模板衍生多级孔道MgO,分析表明,该材料很好的复制了脱脂棉的长管纤维结构。N2吸附-脱附分析表明,生物模板衍生MgO的比表面积可达90.73m2/g,其对磺化褐煤表现出良好的吸附性能。在温度为298K,吸附剂用量为0.5g/L,吸附溶液pH为3,生物模板衍生MgO对磺化褐煤的饱和吸附量可以达到199.83mg/g,通过吸附动力学和热力学性能分析得到该吸附过程中吸附等温线符合Langmuir模型;动力学吸附过程符合准二级动力学模型;吸附过程中?H为179.43KJ/mol;?S的值为230.88J/(mol-1﹒K-1);?G的值分别为-4.35、-7.18、-8.94KJ/mol,其绝对值随着吸附过程反应温度的升高而增大,表明该过程是吸热反应并且能够自发进行。再生性能结果表明该材料具有良好的吸附稳定性。