CTS-OMMT納米復(fù)合材料的制備及其對亞硝酸鹽的吸附研究.pdf

1、利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對鈉基蒙脫土進(jìn)行有機(jī)改性，制備出有機(jī)蒙脫土(OMMT)，并將其和殼聚糖(CTS)通過聚合插層的方法制備出了殼聚糖/有機(jī)蒙脫土(CTS/OMMT)納米復(fù)合材料，用紅外光譜(IR)和X射線衍射光譜(XRD)對該材料進(jìn)行了表征，并將其用于吸附低濃度的亞硝酸鹽溶液。實(shí)驗(yàn)考察了CTS/OMMT納米復(fù)合材料過程中CTS和OMMT用量以及插層時(shí)間對吸附NO2-的影響，從而得出制備該材料的原料最佳條件。吸附實(shí)驗(yàn)中，考

2、察了溫度、pH值對吸附的影響以及該材料對NO2-的吸附選擇性、飽和吸附量、吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)。 CTS/OMMT納米復(fù)合材料的制備中，CTS和OMMT的用量是影響其吸附NO2-的最大兩個(gè)主要因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CTS/OMMT納米復(fù)合材料對NO2-的吸附隨著CTS的使用比例增大而增大，CTS和OMMT質(zhì)量比從0.05上升到0.1時(shí)，吸附量上升最快，從0.1到0.2時(shí)增幅明顯降低，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，CTS/OMMT納米復(fù)合材料

3、制備過程中CTS和OMMT質(zhì)量比選擇1:10，制備OMMT過程中，CTAB的加入量對最終制備的CTS/OMMT納米復(fù)合材料的影響也較大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備OMMT過程中，隨著CTAB和MMT的比例增大，最終制備出的CTS/OMMT納米復(fù)合材料對亞硝酸鹽的吸附效果呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)CTAB和MMT質(zhì)量比為3:10時(shí)所制備的最終材料吸附效果最好，因此研究中制備OMMT的CTAB和MMT的最優(yōu)質(zhì)量比選擇3:10，插層時(shí)間也是制備該材料

4、的一個(gè)主要影響因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，插層時(shí)間為12h時(shí)就能達(dá)到較好的吸附效果。采用紅外光譜(IR)和X射線衍射(XRD)對按照通過原料最佳條件制得的CTS/OMMT納米復(fù)合材料進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，部分CTS插層進(jìn)入到OMMT的層狀結(jié)構(gòu)當(dāng)中，形成了納米復(fù)合材料。 在研究溫度、pH值對CTS/OMMT納米復(fù)合材料吸附NO2-的影響中發(fā)現(xiàn)，在弱酸性條件下吸附效果最好，隨著pH值接近中性和堿性，吸附效果逐漸降低，但是和弱酸性條件下相差不

5、大，說明該材料對NO2-的吸附具有較廣的pH值適用范圍；在溫度的影響上，材料的吸附性能隨著溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在20℃時(shí)吸附效果最好，常溫下也表現(xiàn)出較好的吸附效果，吸附過程以化學(xué)吸附為主。在比較研究了CTS、OMMT、CTS/OMMT納米復(fù)合材料對2.0mg/L的NO2-吸附中發(fā)現(xiàn)CTS/OMMT納米復(fù)合材料的吸附效果好于CTS和OMMT的機(jī)械組合，經(jīng)過聚合插層后，CTS的利用率大大提高。CTS/OMMT納米復(fù)合材料對NO

6、2-的吸附選擇性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在存在相同濃度Cr、NO3-、SO42-和CO32-的NO2-溶液中，CTS/OMMT納米復(fù)合材料對NO2-的吸附效果基本不變，說明CTS/OMMT納米復(fù)合材料對NO2-的吸附具有很好的選擇性，同時(shí)也說明該材料對NO2-的吸附過程以化學(xué)吸附為主。對于2.0mg/L的NO2-，CTS/OMMT納米復(fù)合材料的最大吸附量大于但接近1.05mg/g，吸附的動(dòng)力學(xué)曲線和等溫吸附線分別能較好的擬合一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和Fr