磁性高嶺石-高嶺石納米管制備及對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附研究.pdf

1、磁性納米材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，在磁學(xué)、催化、信息和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。粘土類礦物材料如高嶺土、高嶺石納米管等，作為吸附劑，因粉體顆粒細(xì)小、難以實(shí)現(xiàn)固液分離的局限，使其性能的利用受到限制。因此，本文以粘土材料為載體，在其表面負(fù)載磁性納米顆粒，制備出同時(shí)具有磁性和吸附性能的磁性高嶺石/高嶺石納米管復(fù)合材料，并探討其對(duì)含亞甲基藍(lán)（MB）染料廢水的處理。主要內(nèi)容如下：
　　以高嶺土原料為載體，F(xiàn)eCl3

2、·6H2O、FeSO4·7H2O和NH3·H2O為實(shí)驗(yàn)原料，采用化學(xué)共沉淀法制備磁性高嶺石復(fù)合粉體。當(dāng)Fe3O4:高嶺土質(zhì)量比為1:5時(shí)，復(fù)合粉體中存在單一的Fe3O4相，F(xiàn)e3O4晶粒尺寸為10-30 nm，均勻負(fù)載于高嶺石晶體表面，且粉體具有良好的磁性能，磁分離率為90.12％；原料高嶺土和復(fù)合粉體對(duì)MB的去除率隨吸附時(shí)間的延長逐步提高，分別達(dá)到吸附平衡時(shí)的去除率為98.46%和76.75%；此外，復(fù)合粉體對(duì)MB的去除率隨其投入量的

3、增加、溫度的升高和溶液pH的增大而逐步提高，隨MB溶液初始濃度的增大而減?。粚?duì)MB的吸附量隨初始濃度的增大而逐步增大。
　　以高嶺土為原料，二甲基亞砜（DMSO）、甲醇和十六烷基三甲基氯化銨（CTAC）為插層劑，采用溶劑熱法制備高嶺石納米管（KNTs）。所制備的KNTs形貌完整、表面光滑，外徑約為50-60 nm，內(nèi)徑為25-30 nm，長度為300-1000 nm，比表面積為45.44 m2/g。KNTs對(duì)MB的去除率隨pH值和

4、KNTs用量的增加而增加，吸附量隨吸附時(shí)間、MB溶液初始濃度和溫度的增加而增加，隨用量的增加而減??；當(dāng)KNTs用量為0.06 g時(shí)，去除率為95.68%；吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型；等溫吸附過程符合Langmuir和Freundlich模型，且為吸熱過程。當(dāng)溫度為298 K時(shí)， KNTs對(duì)MB的最大吸附量為30.30 mg·g-1。
　　采用共沉淀法制備磁性高嶺石納米管(MKNTs)。KNTs表面負(fù)載磁性納米顆粒后，KNTs的形

5、貌完整、均勻，顆粒主要以Fe3O4和γ-Fe2O3的形式沉積于KNTs的表面。MKNTs對(duì)MB的吸附速率較快，20 min到達(dá)吸附平衡；對(duì)MB的去除率隨pH值和KNTs用量的增加而增加，吸附量隨MB溶液初始濃度和溫度的增加而增加，隨用量的增加而減??；吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，等溫吸附過程與Langmuir和Freundlich模型吻合。在298 K時(shí)，MKNTs對(duì)MB的最大吸附量為24.18 mg·g-1，與KNTs相比沒有明顯的降