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柱撑膨润土是一种新型多孔复合材料,具有相当大的比表面积和表面活性,因此其具备较好的吸附性能。本文对柱撑膨润土的制备及其对水中重金属Cr(Ⅵ)和有机染料的吸附机理进行研究。
本文以膨润土为原料,锆、铝为柱撑剂,通过微波辐射辅助制备得到微波锆铝柱撑膨润土(MicrowaveZr-A1PillaredBentonite,MZAPB),考察了其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,并利用XRD、FTIR、SEM-EDX对吸附Cr(Ⅵ)前后MZAPB的结构进行表征,并在此基础上探讨了MZAPB对Cr(Ⅵ)的吸附机理。结果表明:MZAPB具有较好的吸附效果,溶液初始pH是影响吸附效果的主要因素。Langmuir等温方程能更好地描述此吸附行为,在温度为25,45,65℃时,最大吸附容量分别为19.60,15.55和12.18mg·g-1。热力学参数表明吸附过程是一个自发放热反应,MZAPB对水中Cr(Ⅵ)的吸附反应过程可以用Lagergren二级动力学方程描述,表明对Cr(Ⅵ)吸附包括表面络合吸附与层间离子交换吸附。
在染料脱色的研究方面,本文研究了MZAPB对水中的亚甲基蓝、刚果红染料的吸附性能和吸附机理,通过正交实验得出了最佳吸附条件。MZAPB对亚甲基蓝的最佳工艺条件为:溶液初始浓度为50mg·L-1,投加量为2g·L-1,吸附时间为60min,溶液pH为8;对刚果红的最佳工艺条件为:溶液初始浓度为50mg·L-1,投加量为49g·L-1,吸附时间为20min,溶液pH为7。在此条件下,对亚甲基蓝和刚果红的脱色率分别为99.05%、97.6%;Langmuir方程能较好地描述MZAPB对亚甲基蓝和刚果红的吸附规律,用准二级动力学方程可以较好地拟合MZAPB对亚甲基蓝和刚果红的动力学吸附过程,而粒子扩散不是唯一的速率控制步骤。MZAPB对刚果红的吸附主要通过静电引力来完成,而对亚甲基蓝的吸附主要是离子交换和表面吸附共同起作用。