微波法制備柱撐膨潤(rùn)土及對(duì)染料的吸附性能研究.pdf

1、柱撐膨潤(rùn)土由于具有較大層間距、表面積和高表面活性，所以在吸附劑、光催化氧化、催化劑及催化劑載體、電化學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文以鈉化改型后的遼寧某地鈣基膨潤(rùn)土為載體，采用微波合成法制備鈦柱撐土、鐵鈦柱撐土、鋅鈦柱撐土。用X射線衍射(XRD)分析、紅外光譜分析對(duì)材料進(jìn)行表征，并探討材料對(duì)模擬染料廢水茜素紅和羅丹明B的最佳吸附條件。 在考察各種因素基礎(chǔ)上，得出微波合成最佳條件為：柱撐劑用量為10mmol/g；微波合成鈦柱撐土

2、pn值為2，微波合成鐵鈦柱撐土、鋅鈦柱撐土pH值為3；鐵鈦柱撐土中鐵鈦比例為2：1，鋅鈦柱撐土中鋅鈦比例為2：1；微波加熱功率460W；微波加熱時(shí)間鈦柱撐土和鐵鈦柱撐土為20min，鋅鈦柱撐土為15min；煅燒溫度500℃；鍛燒時(shí)間為2h。正交試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了單因素試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，并得出各因素對(duì)材料制備的影響程度順序。XRD測(cè)試表明，微波合成膨潤(rùn)土d<,001>明顯變大；紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)，柱撐粒子與載體膨潤(rùn)土晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生了化學(xué)鍵合，因此微波

3、合成的柱撐土有更好的吸附性能。 其次系統(tǒng)地研究了三種柱撐土對(duì)模擬染料廢水茜素紅和羅丹明B吸附的影響因素，確定了最佳吸附條件。茜素紅最佳吸附條件為：初始pH為自然值；初始濃度為50mg/L；投土量為0.5g；反應(yīng)時(shí)間為3h。羅丹明B最佳吸附條件為：初始pH為自然值；初始濃度為5mg/L；投土量微波合成的鈦柱撐土、鐵鈦柱撐土為0.5g，微波合成的鋅鈦柱撐土為0.1g；反應(yīng)時(shí)間為30min。結(jié)果表明三種土樣對(duì)模擬染料廢水茜素紅和羅丹明

4、B有較好的吸附效果，尤其是微波鋅鈦柱撐土僅0.1g就能使羅丹明B吸附率達(dá)到94.8％。 最后探討微波合成柱撐土的機(jī)理和吸附機(jī)理。結(jié)果表明三種柱撐土吸附茜素紅和羅丹明B的動(dòng)力學(xué)行為均遵循Bangham和Langmuir速率方程所描述的規(guī)律。同時(shí)Langmuir和Freundlich 等溫方程都能很好地描述柱撐膨潤(rùn)土對(duì)茜素紅和羅丹明B的吸附。茜素紅和羅丹明B在3種柱撐膨潤(rùn)土上的吸附熱值均較小，說明無配位基交換及化學(xué)鍵的強(qiáng)作用力，其吸