介孔生物玻璃制备及吸附性能研究

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介孔生物活性玻璃具有大比表面积、高孔隙率、良好的生物相容性,目前已经成为材料学以及临床医学等学科研究的热点。诸多研究者成功利用介孔材料作为吸附材料对废水中多种有机物进行吸附,显示出较好的吸附效果。亚甲基蓝(MB)是一种应用广泛的阳离子染料,它随污水排放对环境危害十分严重。  本文采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯为前驱体,以表面活性剂P123为模板剂合成四种不同硅钙比的介孔生物玻璃材料(MBG)。又将纳米TiO2在合成过程中引入MBG,合成了MBG/TiO2复合材料。合成的MBG及MBG/TiO2材料用X射线衍射GRD),氮气吸脱附,傅里叶红外(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行了表征。  用紫外可见分光光度法研究了合成的MBG及MBG/TiO2材料对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能,探讨了pH值,MB溶液初始浓度,温度和水浴振荡时间对吸附容量的影响。结果表明平衡时间为600min时,在碱性pH条件下,MBG-2在较高初始浓度(180 mg/L)下对亚甲基蓝去除率仍达到96%; MBG/TiO2在初始浓度为50 mg/L时对亚甲基蓝的去除率达到98%。在吸附降解实验中,紫外照射下的结果显示MBG/TiO2既具有MBG的高吸附性能又具有TiO2的光催化降解性能。另外,提高溶液的温度和初始浓度有利于染料的吸附。两种材料的等温吸附模型对Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型均拟合较好,动力学符合伪二级动力学。
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