PANI-磁性介孔硅復(fù)合吸附劑對(duì)Cr(VI)的吸附及其機(jī)理研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，越來越多的污染物質(zhì)釋放到自然環(huán)境中，其中重金屬污染問題尤其嚴(yán)峻。含重金屬的污廢水進(jìn)入自然環(huán)境后，在各介質(zhì)之間循環(huán)運(yùn)動(dòng)，可長(zhǎng)時(shí)間停留且不易降解，從而形成對(duì)環(huán)境的永久性污染，嚴(yán)重危害人體健康和生態(tài)環(huán)境。本文圍繞改性磁性介孔硅材料治理水體重金屬污染物而展開。基于吸附法和介孔材料的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)磁性介孔硅材料進(jìn)行有機(jī)改性，用于高效去除水體重金屬污染物。
　　本研究磁性介孔硅是通過原位合成法制備，通過混合F127、TEOS和硫酸亞

2、鐵銨，后經(jīng)雙氧水氧化后煅燒制得磁性介孔硅；隨后將PANI固定到磁性介孔硅上合成出PANI-磁性介孔硅復(fù)合吸附劑。利用掃描電鏡、透射電鏡、傅里葉紅外光譜對(duì)制備出的吸附劑進(jìn)行表征，證實(shí)PANI成功用于磁性介孔硅材料的有機(jī)改性，而且改性過程沒有改變磁性介孔硅材料本身的六方相介孔結(jié)構(gòu)。Zeta-potential表征看出 PANI-磁性介孔硅復(fù)合吸附劑的等電點(diǎn)為9.9。N2吸附-脫附等溫線表征表明所制備的吸附劑孔徑在3.75nm處。
　　

3、進(jìn)一步對(duì)影響吸附效率的因素進(jìn)行分析，如 pH值、吸附時(shí)間、重金屬初始濃度和共存離子等。同時(shí)，對(duì)PANI-磁性介孔硅復(fù)合吸附劑吸附Cr(VI)的過程進(jìn)行研究，確定最佳吸附條件。結(jié)果表明，最佳吸附條件pH=2.0，吸附平衡時(shí)間為430min，最大吸附容量為193.85mg/g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的天然粘土吸附劑的去除效果。而且本研究制備的復(fù)合吸附劑再生性能很好，經(jīng)5次吸附-解吸循環(huán)后，吸附效率仍能達(dá)到66％。
　　對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果表

4、明，PANI-磁性介孔硅復(fù)合吸附劑吸附Cr(VI)的過程符合Langmuir等溫吸附方程，相關(guān)系數(shù)為0.99。同時(shí)，動(dòng)力學(xué)研究表明PANI-磁性介孔硅復(fù)合吸附劑對(duì)Cr(VI)的吸附很好地符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)過程和內(nèi)擴(kuò)散模型。探索了吸附過程的吸附熱力學(xué)因素，結(jié)果表明吸附反應(yīng)是自發(fā)放熱反應(yīng)，低溫有利于提高吸附效果，且反應(yīng)向有序度增加的方向進(jìn)行。
　　最后，研究了pH值對(duì)吸附效果的影響及吸附前后吸附劑的XPS光譜變化，結(jié)果表明：PANI-磁