凹凸棒石-碳復(fù)合材料的水熱制備及其對有機(jī)污染物的吸附性能研究.pdf

1、本文采用生物質(zhì)糖類和聚丙烯腈(PAN)為碳源，對凹凸棒石進(jìn)行水熱改性，得到凹凸棒石/碳復(fù)合材料，研究該材料的制備工藝，并將其應(yīng)用于亞甲基藍(lán)染料廢水和苯酚有機(jī)廢水的吸附處理上，對其吸附性能進(jìn)行評價。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)以凹凸棒石為原料，分別以木糖，果糖，蔗糖和纖維素為碳源，采用水熱法制備改性凹凸棒石。研究表明，木糖為碳源時，產(chǎn)物為微米碳球與凹凸棒石共存，凹凸棒石表面并未負(fù)載納米碳;果糖和蔗糖為碳源時，材料為微米碳球與凹凸棒

2、石/碳納米復(fù)合材料共存;纖維素為碳源時，可獲得形貌單一的凹凸棒石/碳納米復(fù)合材料?？梢姴煌荚丛诎纪拱羰砻娴奶蓟闆r不同。
　　 (2)采用不同改性劑對PAN進(jìn)行改性處理，并將改性后的PAN水熱碳化。研究表明，KMnO4改性劑對PAN粉末改性效果最好。改性PAN粉末水熱反應(yīng)后，形成形貌不規(guī)則的物質(zhì)，產(chǎn)量很低。采用六水合硫酸亞鐵銨為催化劑，對改性PAN粉末進(jìn)行水熱碳化，可能形成顆粒狀的碳，尺寸在納米級范圍，其產(chǎn)量有所增加，說明六

3、水合硫酸亞鐵銨對改性PAN粉末的碳化起到催化作用。
　　 (3)本研究以凹凸棒石和纖維素為原料，在六水合硫酸亞鐵銨催化下，水熱制備凹凸棒石/C復(fù)合材料，并對低濃度的亞甲基藍(lán)和苯酚進(jìn)行吸附性能研究。研究表明，在吸附條件為298K，4h，200r/min，固液比1∶2500，pH值為6.8時，復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)的吸附去除率達(dá)到97％，相對于凹凸棒石原土的有所提高，且對亞甲基藍(lán)的吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，速率常數(shù)隨著溶液初始濃度

4、的提高而下降。另外，復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)的吸附屬于Langmuir型。而在吸附條件為298K，12h，200r/min，固液比1∶50，pH值為6.8時，復(fù)合材料對苯酚的吸附去除率達(dá)到46％，相對于凹凸棒石原土的18％，提高了2倍多，復(fù)合材料對苯酚的吸附屬于Freundlich型。比較不同改性凹凸棒石對有機(jī)污染物苯酚和亞甲基藍(lán)的吸附影響規(guī)律，研究表明:纖維素為碳源制備的形貌單一的凹凸棒石/碳納米復(fù)合材料對苯酚吸附脫除性能最好，以木糖為碳源