氧化鎂的制備及其吸附鉛離子和鎘離子的性能研究.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,越來越多的含重金屬離子廢水被排放到生態(tài)環(huán)境中,引發(fā)了一系列的環(huán)境污染問題。近年來,氧化鎂由于其較大的溶度積,可做為吸附劑在水污染處理方面顯現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。利用鹽湖鎂資源生產(chǎn)氧化鎂材料,不僅可以得到一種成本低廉、環(huán)境友好、吸附性能優(yōu)良的吸附材料,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了鹽湖鎂資源的高值化利用,為環(huán)境和社會(huì)帶來了雙重效益。
　　在以氯化鎂(MgCl2·6H2O)為原料制備氧化鎂的工藝中,沉淀結(jié)晶法由于其低

2、能耗、低成本、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用,但是制備的氧化鎂材料往往表現(xiàn)出晶粒尺寸不均勻、比表面積較小、吸附性能差等缺點(diǎn)。水熱法是無機(jī)功能材料制備最常用的方法,水熱法的特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的引入,從而使制備的產(chǎn)品呈現(xiàn)形貌多樣性,性能優(yōu)良。因此,綜合傳統(tǒng)結(jié)晶法和水熱法的優(yōu)點(diǎn)。本論文以氯化鎂(MgCl2·6H2O)和碳酸鈉(Na2CO3)為原材料,并加入聚乙二醇(PEG-10000)作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,采用傳統(tǒng)沉淀結(jié)晶法制備性能優(yōu)良、顆粒尺寸均勻的Mg

3、O材料。并將其作為吸附劑,對(duì)重金屬離子鉛、鎘的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附機(jī)理進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)本論文以氯化鎂(MgCl2·6H2O)和碳酸鈉(Na2CO3)為原材料,加入聚乙二醇(PEG-10000)作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,制備性能優(yōu)良且顆粒尺寸均勻的MgO材料。通過XRD、FT-IR、TG、SEM、BET等表征手段對(duì)所制備的MgO材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明當(dāng)PEG-10000添加量為0.475g時(shí),通過層層自組裝制備了具有六棱

4、柱狀形貌的MgO前驅(qū)體MgCO3·3H2O,經(jīng)600℃焙燒2h后得到了晶型完整、形貌規(guī)則、活性強(qiáng)的六棱柱狀形貌的MgO;MgO前驅(qū)體MgCO3·3H2O經(jīng)600℃焙燒后制備的六棱柱狀形貌MgO具有較高的比表面積,約為68m2/g。
　　(2)選取含Pb(II)和Cd(II)重金屬廢水為污染物目標(biāo),深入研究了六棱柱狀形貌MgO對(duì)溶液中重金屬離子的吸附動(dòng)力學(xué)、吸附平衡及吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,六棱柱狀形貌MgO對(duì)廢水中的Pb(II)和

5、Cd(II)均具有較強(qiáng)的吸附能力。室溫(25℃)條件下,當(dāng)廢水中重金屬離子初始濃度為100mg/L,反應(yīng)時(shí)間為180min時(shí), MgO對(duì)Pb(II)和Cd(II)的去除率分別為94％和98%。等溫吸附模型擬合結(jié)果表明六棱柱狀形貌MgO對(duì)Pb(II)和Cd(II)的吸附行為符合Langmuir吸附等溫方程。動(dòng)力學(xué)方程擬合結(jié)果顯示,六棱柱狀形貌MgO對(duì)Pb(II)和Cd(II)的吸附過程分別符合1.8和1.6級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。活化能分別為61.