硅鎂吸附材料的制備與性能研究.pdf

1、本文在實驗室前期工作基礎(chǔ)上,以硅酸鈉和氯化鎂為原料,經(jīng)過溶膠-凝膠法和水熱法,控制合成條件,制備出11種新型的硅鎂膠。采用差熱分析(DTG-DTA)、紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射光譜(XRD)、比表面及孔結(jié)構(gòu)分析等現(xiàn)代儀器分析手段對硅鎂膠材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)測定。探討硅鎂膠對水溶液中的亞甲基藍(lán)和弱酸性紅的吸附性能。考察吸附時間、吸附劑投加量、溶液的初始pH值、溫度、初始濃度等因素對吸附性能的影響,計算該新型吸附劑的吸附等溫線和

2、動力學(xué)方程。
　　溶膠-凝膠法和水熱法制備的硅鎂膠都是白色的無定形態(tài)顆粒,分散性和化學(xué)穩(wěn)定性較好,表面含有豐富的硅羥基活性基團(tuán),氮氣吸附脫附曲線都有明顯的滯后環(huán),易發(fā)生毛細(xì)凝結(jié)現(xiàn)象;溶膠-凝膠法制備的硅鎂膠的比表面積介于120.22~330.39 m2·g-1之間,水熱法制備的硅鎂膠的比表面積可達(dá)560.40 m2·g-1,在溫度為110℃和水熱12 h的條件下制備出的硅鎂膠具有最大的比表面積,焙燒溫度對樣品的比表面積和孔結(jié)構(gòu)的影

3、響很大。
　　利用溶膠-凝膠法制備的8種硅鎂膠對亞甲基藍(lán)和弱酸性紅的吸附實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鎂硅比為1:5的硅鎂膠對亞甲基藍(lán)吸附效果最好,吸附量為80 mg·g-1;鎂硅比為3:1的硅鎂膠對弱酸性紅的吸附效果最好,吸附量為200 mg·g-1。Langmuir吸附模型能夠很好描述硅鎂膠對兩種染料的吸附,偽二級動力學(xué)方程能夠很好地描述兩種染料的吸附行為,吸附平衡在很短的時間內(nèi)完成。
　　經(jīng)高溫焙燒,將海泡石、凹凸棒石和商品硅酸鎂進(jìn)行

4、了改性處理。通過研究海泡石、凹凸棒石和商品硅酸鎂對系列有機酸的吸附過程,確定硅酸鎂材料對有機酸的吸附脫除效果。通過測定海泡石、凹凸棒石和商品硅酸鎂對系列有機酸的吸附性能發(fā)現(xiàn),等溫線為S型、C型、H型和L型。經(jīng)過計算,Freundlich吸附等溫模型能夠較好的描述系列有機酸在凹凸棒石、海泡石和硅酸鎂上的的吸附過程,硅酸鎂系列材料對有機酸有較好的吸附處理效果。
　　在此基礎(chǔ)上,研究了11種新型硅鎂膠和3種商品硅酸鎂等全部硅鎂吸附材料對

5、生物柴油中有機酸的吸附性能,考察了吸附時間、吸附劑投加量等條件對吸附性能的影響。發(fā)現(xiàn)水熱法制備的9:1的硅鎂膠有最好的吸附效果,最佳吸附條件是:焙燒溫度為450℃,焙燒時間為4 h,吸附時間為6 h,吸附劑投加質(zhì)量為0.50 g·L-1,吸附溫度為25℃,硅鎂膠的最大吸附量可達(dá)980 mg·g-1,等溫吸附過程更符合Freundlich吸附等溫式。
　　通過上述實驗發(fā)現(xiàn),硅鎂膠作為一種新型的硅鎂吸附材料,對于染料廢水有較好的處理效