微波辅助制备柱撑膨润土对Cr(Ⅵ)及染料吸附机理研究

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1、微波辅助制备柱撑膨润土对Cr(VI)及染料吸附机理研究摘要柱撑膨润土是一种新型多孔复合材料，具有相当大的比表面积和表面活性，因此其具备较好的吸附性能。本文对柱撑膨润土的制备及其对水中重金属Cr(VI)矛l有机染料的吸附机理进行研究。本文以膨润土为原料，锆、铝为柱撑剂，通过微波辐射辅助制备得到微波锆铝柱撑膨润土(MicrowaveZ卜AlPillaredBentonite，MZAPB)，考察了其对水中Cr(VI)的吸附性能，并利用XRD、FTIR、SEM．EDX对吸附Cr(VI)前后MZAPB的结构进行表征，并在此基础上探讨了MZAPB对Cr(

2、VI)的吸附机理。结果表明：MZAPB具有较好的吸附效果，溶液初始pH是影响吸附效果的主要因素。Langmuir等温方程能更好地描述此吸附行为，在温度为25，45，65℃时，最大吸附容量分别为19．60，15．55和12．18mg·g-1。热力学参数表明吸附过程是一个自发放热反应，MZAPB对水中Cr(VI)的吸附反应过程可以用Lagergren二级动力学方程描述，表明对Cr(VI)吸附包括表面络合吸附与层间离子交换吸附。在染料脱色的研究方面，本文研究了MZAPB对水中的亚甲基蓝、刚果红染料的吸附性能和吸附机理，通过正交实验得出了最佳吸附条件

3、。MZ址'B对亚甲基蓝的最佳工艺条件为：溶液初始浓度为50mg·L一，投加量为2g．L一，吸附时间为60min，溶液pH为8；对刚果红的最佳工艺条件为：溶液初始浓度为50mg·L-1，投加量为4g．L一，吸附时间为20min，溶液pH为7。在此条件下，对亚甲基蓝和刚果红的脱色率分别为99．05％、97．6％；Langmuir方程能较好地描述MZAPB对亚甲基蓝和刚果红的吸附规律，用准二级动力学方程可以较好地拟合MZAPB对亚甲基蓝和刚果红的动力学吸附过程，而粒子扩散不是唯一的速率控制步骤。MZAPB对刚果红的吸附主要通过静电引力来完成，而对亚

4、甲基蓝的吸附主要是离子交换和表面吸附共同起作用。关键词：微波辐射吸附机理柱撑膨润士Cr(V1)染料模拟废水ⅡADSORPTIONOFCR(VI)ANDDYEFROMAQUEOUSSOLUTIONBYPILLAREDBENTONITESYNTHESIZEDUNDER_mCROWAVEIRRADIATl0NABSTRACTPillaredBentonitewasonekindofnovelporousmaterialwithlargesurfaceareaandhighsurfaceactivity，whichheldthestrongcapac

5、itytoadsorbthepollutantsfromaqueoussolution．ThesynthesisofthepillaredbentoniteanditsadsorptionprocessforCr(VI)andorganicdyesinthewastewaterwerestudiedinthisthesis．Microwave-aidedZ卜AlPillaredBentonite(MZAPB)wassynthesizedwithzirconiumandaluminiumpillaringprecursorsundermicro

6、waveirradiation．TheadsorptionabilityofMZAPBtoCr(VI)inwastewaterwasinvestigated．TheMZAPBsbeforeandafterCr(VI)adsorptionweredeterminedbySEM-EDX，XRDandFTIR．Furthermore，theadsorptionmechanismofCr(VI)ontheMZAPBwasstudied．TheresultsshowthattheadsorptioncapacityofMZAPBadsorbentwas

7、greatlyaffectedbythepHvalueofinitialsolution．TheadsorptionprocesscanbereflectedbyLangmuirisotherm．TheLangmuirmonolayercapacitywasfoundtobe19．60，15．55and12．18mgCr(V0／gMZAPBat25，45and65℃，respectively．Theadsorptionisallexothermicandspontaneousprocessasaresultofthermodynamicpar

8、ameterealculation．ThekineticparametersofthesorptionshowthattheLagergrenkineticequa