MnO2纳米颗粒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能.pdf

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1、第４４卷第１期应用化工Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．１２０１５年１月ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＪａｎ．２０１５ＭｎＯ纳米颗粒的制备及其对亚甲基蓝２的吸附性能刘娟丽，王爱军，张文博（西北民族大学化工学院甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室，甘肃兰州７３００３０）摘要：采用一步氧化还原法室温制备了ＭｎＯ２纳米颗粒，并考察了其对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明，制备的ＭｎＯ２纳米颗粒大小均一，为无定型的δＭｎＯ２，其对亚甲基蓝具有较好的吸附性能，最大吸附量可达１５７．７ｍｇ／ｇ，且吸附过程符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温模型和准二级动力

2、学方程。关键词：二氧化锰；吸附；亚甲基蓝；等温线；动力学中图分类号：ＴＱ４２４．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－３２０６（２０１５）０１－００２６－０４ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅｏｆＭｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ２ＬＩＵＪｕａｎｌｉ，ＷＡＮＧＡｉｊｕｎ，ＺＨＡＮＧＷｅｎｂｏ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＵｔｉｌｉｔｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＦｒｉｅｎｄｌｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＢｉｏｍａｓｓｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｏｆＧａｎｓｕ

3、Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭｎＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｏｎｅｓｔｅｐｒｅｄｏｘｕｎｄｅｒｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＭｎＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｓａｍｏｒｐｈｏｕ

4、ｓδＭｎＯ２ｗｉｔｈｕｎｉｆｏｒｍｓｉｚｅ，ａｎｄｓｈｏｗｅｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｃｏｕｌｄｂｅ１５７．７ｍｇ／ｇ，ａｎｄｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｇｒｅｅｄｗｅｌｌｗｉｔｈＬａｎｇｍｕｉｒｉｓｏｔｈｅｒｍａｎｄｐｓｅｕｄｏｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｋｉｎｅｔｉｃｓｍｏｄｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭｎＯ２；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅ；ｉｓｏｔｈｅｒｍ；ｋｉｎｅｔｉｃｓ［５］合成染料因其使用方便、性质稳定、成本低等

5、优重金属废水的吸附、氧化及催化处理。赵颖等用点而被人们大量广泛使用，至２０世纪初，合成染料微乳液还原法，以甲苯还原ＫＭｎＯ４制备纳米ＭｎＯ２，几乎已经完全取代了天然染料。但由于合成染料在其对亚甲基蓝的饱和吸附量为１２０ｍｇ／ｇ，但是，其［６］生产工艺上的限制和不恰当的使用，在造成极大资在制备过程中用到了有毒溶剂甲苯。何平等采源浪费的同时，对环境和人体健康也产生不容忽视用水热法制备了ＭｎＯ２纳米针，其对刚果红的最大的破坏作用。研究表明，染料废水中含有多种有机吸附量为１５４ｍｇ／ｇ，但其在合成过程中用到了表面［７］物和有毒物质，严重威胁鱼类和其他水

6、生生物的生活性剂，并且水热合成成本较高。长，同时染料的颜色能抑制阳光在水中的透射，降低因此，本文采用乙二醇一步还原ＫＭｎＯ４室温下光合作用，从而破坏水中的生态平衡，引起环境问制备得到ＭｎＯ２纳米颗粒，实验结果表明，该ＭｎＯ２题。而且某些染料还是致癌和致突变的，排入水体纳米颗粒分散度较好，粒径均一，比表面积大，呈无后会影响人类的日常生活［１３］。定型，并考察了其对水中亚甲基蓝的吸附性能。吸附法因其具有去除水中污染物效率高、速度１实验部分快、适应性强和易操作等优点而广泛应用于染料废１．１材料与仪器水的处理。活性炭、黏土矿、水凝胶、过渡金属氧化高锰

7、酸钾、乙二醇、无水乙醇、氢氧化钠、盐酸、［４］物等均被用来作为吸附材料，其中，二氧化锰由亚甲基蓝均为分析纯；实验用水为超纯水。于储量丰富、价格低廉被广泛应用于对染料废水及ＤＥＬＴＡ３２０ｐＨ计；Ｔ６新世纪紫外可见分光光收稿日期：２０１４１１０２修改稿日期：２０１４１１２０基金项目：国家自然基金项目资助（２１４６７０２７）；庆阳市科技支撑计划项目资助（ｋｚ２０１４２３）作者简介：刘娟丽（１９８２－），女，甘肃会宁人，西北民族大学讲师，硕士，主要从事生态环境材料的制备及应用研究。电话：１３９１９８７８０８０，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｇｘｙ０９３

8、１＠１２６．ｃｏｍ第１期刘娟丽等：ＭｎＯ２纳米颗粒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能２７度计；ＴＤＬ５Ａ型飞鸽离心机。１．２实验方法１．２．１ＭｎＯ２纳