兩種磁性吸附材料制備及其染料吸附性能研究.pdf

1、本文采用原位合成法和Schiff堿反應(yīng)分別制備了γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)表面修飾的四氧化三鐵磁性顆粒(Fe3O4/APTES)與聯(lián)氨改性四氧化三鐵/羧甲基纖維素復(fù)合物（Fe3O4/NTDCMC），并將Fe3O4/APTES與Fe3O4/NDCMC作為新型吸附劑。通過(guò)掃描電子顯微鏡與能譜儀(SEM-EDS)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、X射線衍射儀(XRD)、X光電子能譜儀(XPS)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、激光粒度

2、儀等對(duì)吸附材料的結(jié)構(gòu)形貌、官能團(tuán)組成、晶型、磁性能和粒徑進(jìn)行了分析表征。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的靜態(tài)試驗(yàn)，考察了不同吸附劑用量、初始濃度、反應(yīng)時(shí)間和溫度、pH、離子強(qiáng)度等條件對(duì)染料在吸附材料上的吸附性能的影響，并探討了其吸附機(jī)理。通過(guò)Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等模型對(duì)翠藍(lán)、剛果紅和活性紅在吸附材料上的等溫吸附行為進(jìn)行了研究。通過(guò)準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(Pseudo-first-order m

3、odel)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(Pseudo-second-order model)以及Boyd膜擴(kuò)散模型(Boyd's film-diffusion model)對(duì)染料在吸附材料上的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了研究。根據(jù)由范特霍夫方程(Van't Hoff equation)計(jì)算所得參數(shù)研究了染料吸附的熱力學(xué)性質(zhì)。探討了將Fe3O4/APTES和Fe3O4/NDCMC作為吸附材料對(duì)翠藍(lán)(RTB G-133)、剛果紅(CR)和活性紅（RR228）等染

4、料模擬廢水進(jìn)行脫色的可行性。主要結(jié)論如下:
　　(1)本實(shí)驗(yàn)制備磁性顆粒為立方晶型Fe3O4具有超順磁性，磁飽和強(qiáng)度約為65 emug-1，可借助外磁場(chǎng)作用下將吸附材料較容易地從染液中分離，經(jīng)羧甲基纖維素改性后能夠降低磁性顆粒之間的團(tuán)聚作用，顆粒粒度降低。
　　(2) Fe3O4/NDCMC對(duì)翠藍(lán)和剛果紅的最大吸附容量分別為115.7 mg g-1和169.6 mgg-1。Fe3O4/APTES對(duì)翠藍(lán)、剛果紅和活性紅的最大吸

5、附容量分別為69.5 mg g-1、118.9 mgg-1和51.4 mg g-1。
　　(3)吸附材料對(duì)染料的吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均遵循D-R吸附等溫模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附速率模型與Boyd膜擴(kuò)散模型。Langmuir吸附等溫模型能夠較好的描述翠藍(lán)和活性紅在吸附材料上的吸附，剛果紅的吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則符合Freundlich吸附等溫模型。熱力學(xué)分析表明，染料在Fe3O4/APTES和Fe3O4/NDCMC上的吸附均為自發(fā)進(jìn)行的。此外，翠藍(lán)、