CuZnAl三元水滑石及其焙烧产物对甲基橙的吸附

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1、万方数据CuZnAI三元水滑石及其焙烧产物对甲基橙的吸附口黄婧粹王仁念徐芳王军涛(成宁学院化学与生命科学学院湖北·成宁437100)摘要：采用低过饱和共沉淀法合成了不同摩尔比的CuZnAl水滑石。×RD和TG—DTA分析表明它们晶形好，纯度高。以水滑石前体及其焙烧产物为吸附剂。研究其对甲基橙吸附性能的各种影响因素。结果表明：所有产品的吸附效果均很好．其中Cu／3Zn／A1水滑石焙烧产物的吸附效果最好，吸附的最佳条件为pH=5．00，温度为300c，初始浓度为5．Oxl0—3m01／L。吸附剂用量为0．6009／L。吸附时间为70min，吸附率达到97．5名。

2、关键词：水滑石焙烧吸附甲基橙中图分类号：0643．3中图分类号：A文章编码：1007—3973(2009)08-075-02随着印染工业发展的加快。染料废水的排放量剧增，而很多的染料在水中以阴离子形态存在，未经处理的染料废水若直接排人天然水体．将会造成水体污染而影响人类的生活。人若误食染料甲基橙(又称对二甲基氮基偶氮苯磺酸钠)将会中毒甚至死亡，直接接触皮肤若不及时处理将会受损，还会使动植物无法正常生长。吸附法是一种最为广泛且有效的净化技术之一．而高效、廉价的吸附剂研发是主要研究热点之一。水滑石(hydrotalcite．HT)是一类具有层状微孔结构的双羟基金

3、属复合氧化物．对阴离子污染物具有高效的吸附性能．因价格低廉而被关注。目前的研究证明水滑石对P043-[31、F-[4]、i03-[5]、C1一【6]等阴离子均具有很好的吸附效果。本文合成了CuMgAl和Cuznm水滑石．首次以合成的水滑石前体及其焙烧产物为吸附剂．研究了对甲基橙吸附性能的各种影响因素。1实验部分1．1仪器与药品日本RigakuD／MAX一111A型X射线粉末衍射仪(Cu靶辐射，波长0．15406nm)，扫描速度20rain一1，扫描范围5—700；上海ZRY一1P型综合热分析仪，升温速率为10℃?rain一1，DTA量程为501a,V。记录样

4、品的’r('广DTA曲线；13本13立UV2300紫外一可见光分光光度计。实验所用药品均为国产分析纯试剂。水为去离子水。1．2吸附剂的制备参照文献合成了CuZnAl水滑石，80℃下真空干燥，制成60目的颗粒(水滑石前体)，于马弗炉中450％通N：灼烧4小时(焙烧产物，即CHT)，均为吸附剂，详见表1。表1合成的两类水滑石M啊．I1／21131／4l蝙号，2，·sal，lc删lhI一2Il：ll：3：23=h22llIl：2：I卜3：2l1．3吸附实验1．3．1标准溶液的配制称取甲基橙1．6369，溶解，定容体积为1000m1．得5．0×10-3mol／L的标

5、准溶液。1．3．2对甲基橙的吸附取250mL的锥形瓶向其中加入标准溶液。调节溶液的PH。取各种吸附剂适量于锥形瓶中。控制温度，在恒速磁力搅拌器中搅拌吸附120min，过滤，适当稀释，在540nm处进行吸光度测定。吸附量的计算公式：Q=(Co-C。)V／m，Co和C。为处理前后甲基橙溶液的浓度，V为溶液的体积，m为水滑石的质量；吸附率的计算公式：q=I-CJC0×100％。1．3．3均匀设计本实验设计为四因素七水平。四个因素分别是金属摩尔比、pH、吸附温度、吸附剂的量、。使用均匀设计表，四因索七水平，见表2。表2四因素七水平水平因童I234567四皇1摩尔比^

6、ll：l上l：IIl：323：122：lll：I】32因蠢2讲垃4，67B910因素3吸附沮廑r3／'UlO20304050∞70明童4吸刖州的量x4／g00100020003000400050006000702结果与讨论2．1水滑石前体的结构表征2．1．1水滑石的XRD测试对所有合成的水滑石均进行了XRD测试，图谱见图1，以Cu／3Zn／A1一HT为例。图1Cu／3Zn／AI—HT和Cu／3Mg／AI—HT的XRD样品的衍射峰强且尖锐，三个高级衍射峰如、‰、d。有良好的倍数关系．且dll0和d113两个衍射峰在20=59-61。之间清晰可辨，表明所合成的水

7、滑石结晶度良好，有序性高。，譬⋯，栅择取啦揖}图2C怕Z以l—HT的TG—DTA图谱2．1．2水滑石的TG-DTA测试对所有的样品做T(>DTA测试．其中C怕Z“舢一HT的——斟协论Iij·2009年第8期(下)——丞煎．万方数据TG--DTA图谱如图2所示。曲线上出现有三个吸热峰和三个对应的失重过程：在79℃左右时脱去表面物理吸附水．在28l℃左右时脱去层问结晶水。在407。C左右时．出现了较宽的吸收峰，说明了水滑石层状结构被破坏。层间C032-和层板OH一分解生成CO：和H如。焙烧温度一般比脱去层问小分子的峰温高50℃左右，此处选择T-_4500C进行焙

8、烧。焙烧时间为4小时。2．2吸附结果与讨论2．2．1