磁性殼聚糖-膨潤(rùn)土復(fù)合吸附劑的制備及其吸附Cu2+的研究.pdf

1、本研究以膨潤(rùn)土、殼聚糖、Fe3O4微粒為原料，制備了在外加磁場(chǎng)下能實(shí)現(xiàn)快速固液分離的磁性殼聚糖/膨潤(rùn)土復(fù)合吸附劑。利用SEM、XRD、FTIR、磁強(qiáng)計(jì)等分析手段，對(duì)復(fù)合吸附劑的形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，復(fù)合吸附劑的最佳制備工藝條件為：殼聚糖與膨潤(rùn)土質(zhì)量比=1:10，F(xiàn)e3O4與膨潤(rùn)土質(zhì)量比=1:10，殼聚糖溶液pH值=6.0，反應(yīng)時(shí)間=6h、反應(yīng)溫度=50℃。通過(guò)比表面分析儀測(cè)得復(fù)合吸附劑和膨潤(rùn)土的比表面積分別為32.51m2

2、/g和27.74m2/g，結(jié)合掃描電鏡分析可知復(fù)合吸附劑較提純膨潤(rùn)土具有更多的微孔結(jié)構(gòu)。通過(guò) XRD測(cè)試可知，復(fù)合吸附劑對(duì)應(yīng)的晶體層間距由提純膨潤(rùn)土的1.46nm增大至1.60nm，表明殼聚糖可能已插層進(jìn)入膨潤(rùn)土層間。通過(guò) FTIR分析可知，復(fù)合吸附劑制備過(guò)程中殼聚糖與膨潤(rùn)土發(fā)生了鍵合反應(yīng)。此外，通過(guò)振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)分析可知，復(fù)合吸附劑的飽和磁強(qiáng)度達(dá)到87.30emu/g，這表明復(fù)合吸附劑在外加磁場(chǎng)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)快速固液分離。
　

3、　對(duì)復(fù)合吸附劑進(jìn)行靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，以考察各個(gè)反應(yīng)條件對(duì)其吸附 Cu2+的影響。結(jié)果表明：吸附過(guò)程受pH值影響較大，Cu2+的去除率隨pH值和吸附劑投加量的增加而逐漸升高，并最終趨于穩(wěn)定。當(dāng)吸附劑投加量為7.2g/L、pH值為6.0、Cu2+初始濃度為30mg/L時(shí)，Cu2+的去除率可達(dá)98.51％，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。復(fù)合吸附劑對(duì)Cu2+的吸附在前5min去除率可以達(dá)到91.84%，6h時(shí)吸附基本達(dá)到平衡。共存離子對(duì)Cu

4、2+去除率干擾的順序依次為：Mg2+＞K+＞Na+，且Cu2+去除率隨共存離子濃度的增加而逐步降低。
　　復(fù)合吸附劑對(duì)Cu2+的吸附動(dòng)力學(xué)和等溫吸附數(shù)據(jù)分別較好地符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmiur吸附等溫模型；此外，通過(guò)計(jì)算得到吸附反應(yīng)活化能 Ea為26.02kJ/mol，可以初步判定復(fù)合吸附劑對(duì)Cu2+的吸附類型屬于化學(xué)吸附。熵變?chǔ)=50.38kJ/mol·K，焓變?chǔ)=11.61kJ/mol＞0，吉布斯能變?chǔ)＜0，由Δ