阳离子表面活性剂改性四氧化三铁-沸石复合材料的制备及吸附性能研究

阳离子表面活性剂改性四氧化三铁-沸石复合材料的制备及吸附性能研究

随着印花行业的快速发展，废水排放总额不断扩大，已成为影响环境的主要原因之一。1实验部分1.1x射线衍射分析天然沸石与天然沸石的对比实验所用的天然沸石产自浙江省缙云县,粒径为小于0.030mm。X射线衍射分析结果表明,该天然沸石含66%斜发沸石、19%丝光沸石和15%二氧化硅(质量含量)。实验所用的FeCl1.2吸收固定剂制备1.2.1磁浮渣的制备采用FeCl1.2.2残留溴化16烷基吡啶的合成称取10g磁性沸石加入160mL初始浓度为25mmol/L的溴化十六烷基吡啶溶液。将混合液置于40℃的水浴振荡器中反应48h。反应结束后对混合液进行离心分离。采用紫外分光光度法测定上清液中残留溴化十六烷基吡啶的浓度。采用40℃的去离子水对所得的固体材料进行反复洗涤,直至洗涤液中用硝酸银检测不到溴离子为止,再将所得的固体材料置于50℃烘箱内烘干。1.3xrd仪检测采用X射线衍射(XRD)仪对有机改性磁性沸石的晶体结构进行表征,XRD仪采用Cu靶和Kα射线源,操作电压和电流分别为40kV和40mA,扫描范围为2θ=5~65°。所得的XRD图谱通过HighScorePlusfiles软件进行分析。1.4初始生物处理对有机改性磁性沸石吸附刚果红的影响采用批量实验对比分析了天然沸石、磁性沸石和有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附性能,并考察了各种因素包括吸附剂投加量、初始吸附质浓度、反应时间、反应温度和pH等对有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的影响。实验的步骤为:首先配制刚果红溶液,并采用0.1mol/LNaOH和0.1mol/LHCl溶液将刚果红溶液pH调节至一定的数值;随后量取25mL的刚果红溶液置于锥形瓶中,并加入一定量的吸附剂材料,再将锥形瓶置于恒温水浴振荡器中以150r/min的振荡速度进行振荡;反应一段时间后取出锥形瓶中的混合液进行固液分离,再采用可见分光光度法对上清液中的刚果红浓度进行测定,测定波长为496nm。2分析与讨论的结果2.1有机改性磁性沸石的表征图1为有机改性磁性沸石的XRD图谱。图1中出现了天然沸石的特征峰(2θ=10.0°、21.1°、22.5°、25.8°、26.8°和27.9°),这证明有机改性磁性沸石含天然沸石的矿物成分。图1中亦出现了Fe2.2天然沸腾石、碱性沸腾石和有机改性磁性沸腾石对果实红色吸附性能的比较通过实验对天然沸石、磁性沸石和有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的性能进行了对比,结果发现,当溶液刚果红初始浓度(C2.3吸收材料的加入对有机改性磁性泡沫吸附刚果红的影响图2为吸附剂投加量对有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的影响。由图2可见,当C2.4等温吸附模型拟合图3为有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附等温线。由图3可见,当V为25mL、m为25mg、pH为7、T为30°C、t为24h时,有机改性磁性沸石对刚果红的单位吸附量随着水中刚果红平衡浓度的增加而增加。Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型经常被用于描述吸附剂对吸附质的等温吸附行为。线形化的Langmuir等温吸附模型可以表述为式中:q式中:C式中:K式中:qE的数值可以用来判别吸附反应的类型:(1)E=1~8kJ/mol,吸附为物理吸附;(2)E=8~16kJ/mol,吸附以离子交换为主;(3)当E=20~40kJ/mol,吸附为化学吸附采用上述线形化的Langmuir、Freundlich和D-R等温吸附模型对图3的实验数据进行拟合,结果见表1。由表1可见,Langmuir、Freundlich和D-R等温吸附模型的相关系数分别为0.991、0.965和0.968,说明Langmuir、Freundlich和D-R等温吸附模型均可以用于描述有机改性磁性沸石对水中刚果红的等温吸附行为,并且Langmuir等温吸附模型与D-R和Freundlich等温吸附模型相比更适合用于描述有机改性磁性沸石对水中刚果红的等温吸附行为。这说明有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的行为属于单分子层吸附。根据Langmuir等温吸附模型计算得到的pH为7和反应温度30℃条件下有机改性磁性沸石对刚果红的最大吸附容量为146mg/g。计算得到的不同初始刚果红浓度条件下的R2.5准二级动力学模型拟合图4为有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附动力学曲线。由图4可见,当C式中:q采用准二级动力学模型的线性表达式对图4的实验数据进行拟合,结果发现,准二级动力学模型拟合图4实验数据的相关系数(R2.6吸附力学图5为反应温度对有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的影响。由图5可见,当C式中:K2.7溶液ph对有机改性磁性荣石吸附刚果红的影响图6为溶液pH对有机改性磁性沸石吸附刚果红的影响。由图6可见,当C2.8在吸收果实红色后，分析了有机改性磁性荣石的磁分离性能本研究的XRD分析已经表明,有机改性磁性沸石含Fe3有机改性磁性沸石对刚果红的吸附有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附能力远远高于磁性沸石。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附动力学过程较好地满足准二级模型。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和D-R等温吸附模型加以描述。根据Langmuir等温吸附模型计算得到的pH为7和反应温度为30℃条件下