异性薄水铝石的制备及其吸附性能的研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xuleiyang
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异形氧化铝具有形貌新颖、比表面积和孔容大、稳定性和表面渗透性好等优良特点,因此,其在吸附、催化、轻质填料、陶瓷和绝缘材料等领域有着广阔的应用前景。本文采用无模板的化学诱导自转变法、软模板辅助水/溶剂热法等制备了异形拟薄水铝石和γ-Al2O3,并研究了其对水体污染物如刚果红、甲基蓝、苯酚的吸附性能。主要研究结果如下:1.以三氯化铝为铝源,柠檬酸钠和无水乙醇做形貌调节剂,在200℃C下水热24h制备了壳层由纳米棒有序组装而形成的薄水铝石空心微球,反应物的浓度及其摩尔比值、反应温度、水热时间等均为形成空心结构的影响因素。制备微球的比表面积为102.21 m2/g、孔容为0.37 cm3/g、平均孔径为14.5 nm。空心微球对污染物刚果红的吸附效果良好,吸附平衡时吸附量为106.4 mg/g。对甲基蓝和苯酚溶液的吸附过程中发生了物理吸附和化学吸附,整个过程均分成两个阶段:先吸附后脱附。2.用硫酸铝、三氯化铝、硝酸铝做铝源,尿素做沉淀剂,嵌段共聚物P123、F127做软模板剂辅助水热法制备了含“球中球”型纳米实心微球及二维纺锤状等异形拟薄水铝石。其中以硫酸铝为铝源添加P123时,制备的薄水铝石拥有149.82 m2/g的大比表面积和0.51 cm3/g的最大孔容。并研究了所有样品对污染物刚果红、甲基蓝、苯酚的吸附性能。室温下,以硝酸铝加F127为原料制备的拟薄水铝石的吸附性能最好。其在2 min、30 min、2 min时分别对刚果红、甲基蓝、苯酚的吸附达到完全。其吸附量分别为98 mg/g、98 mg/g、95 mg/g,以硫酸铝加P123制备的样品吸附性能次之。3.以三氯化铝、硫酸铝为铝源,乙醇为结构调剂剂,嵌段共聚物P123、F127为软模板剂辅助水热法制备片状薄水铝石。改变水热时间(1 d、2 d、3 d)和反应物的浓度可以控制拟薄水铝石的形貌、比表面积和孔结构,从而影响其对污染物的吸附性能。以三氯化铝为原料添加P123,当反应时间为3 d,乙醇-水溶液比为1:1时,产物的比表面积为56.61 m2/g,最大孔容为0.19 cm3/g,吸附性能达到最好。其在30 min、2 min、10 min时分别对刚果红、甲基蓝、苯酚达到吸附平衡,吸附量分别为97 mg/g、98 mg/g、94 mg/g。4.采用硫酸铝、三氯化铝、硝酸铝为铝源,氨水做沉降剂,嵌段共聚物P123、F127做软模板剂用水热法辅助溶胶-凝胶法制备棒状拟薄水铝石。以F127做软模板剂,硫酸铝为铝盐时制备的产品对污染物的吸附效果最好,因为其比表面积可达217.2 m2/g,孔容达0.577 cm3/g,其吸附时间在2 main、10 min、90 min即可分别对刚果红、甲基蓝、苯酚达到吸附平衡,对应吸附量为:98 mg/g、95mg/g、13 mg/g。
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