磁性殼聚糖-膨潤土復(fù)合吸附劑的制備及其吸附Cu2+的研究.pdf

1、本研究以膨潤土、殼聚糖、Fe3O4微粒為原料，制備了在外加磁場下能實現(xiàn)快速固液分離的磁性殼聚糖/膨潤土復(fù)合吸附劑。利用SEM、XRD、FTIR、磁強(qiáng)計等分析手段，對復(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：殼聚糖與膨潤土質(zhì)量比=1:10，F(xiàn)e3O4與膨潤土質(zhì)量比=1:10，殼聚糖溶液pH值=6.0，反應(yīng)時間=6h、反應(yīng)溫度=50℃。通過比表面分析儀測得復(fù)合吸附劑和膨潤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土具有更多的微孔結(jié)構(gòu)。通過 XRD測試可知，復(fù)合吸附劑對應(yīng)的晶體層間距由提純膨潤土的1.46nm增大至1.60nm，表明殼聚糖可能已插層進(jìn)入膨潤土層間。通過 FTIR分析可知，復(fù)合吸附劑制備過程中殼聚糖與膨潤土發(fā)生了鍵合反應(yīng)。此外，通過振動樣品磁強(qiáng)計分析可知，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的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)快速固液分離。
　

3、　對復(fù)合吸附劑進(jìn)行靜態(tài)吸附實驗，以考察各個反應(yīng)條件對其吸附 Cu2+的影響。結(jié)果表明：吸附過程受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，Cu2+的去除率可達(dá)98.51％，達(dá)到國家規(guī)定的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。復(fù)合吸附劑對Cu2+的吸附在前5min去除率可以達(dá)到91.84%，6h時吸附基本達(dá)到平衡。共存離子對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Cu2+的吸附動力學(xué)和等溫吸附數(shù)據(jù)分別較好地符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmiur吸附等溫模型；此外，通過計算得到吸附反應(yīng)活化能 Ea為26.02kJ/mol，可以初步判定復(fù)合吸附劑對Cu2+的吸附類型屬于化學(xué)吸附。熵變ΔS=50.38kJ/mol·K，焓變ΔH=11.61kJ/mol＞0，吉布斯能變ΔG＜0，由Δ