构建SDBS柱撑钙铝水滑石对废水中铅离子的吸附研究

构建SDBS柱撑钙铝水滑石对废水中铅离子的吸附研究摘要：采用超声辅助共沉淀法合成了钙铝水滑石(Ca-Al-LDHs)，并以钙铝水滑石为原料采用水热焙烧还原法合成了十二烷基苯磺酸钠柱撑钙铝水滑石(SDBS-Ca-Al-LDHs)。通过傅立叶红外光谱仪和热重分析仪对两种吸附剂进行了表征。研究了两种吸附剂(Ca-Al-LDHs和SDBS-Ca-Al-LDHs)对铅离子吸附效果，采用动力学和等温吸附模型对两种吸附剂吸附铅离子的行为进行了研究。结果表明，SDBS-Ca-Al-LDHs对铅离子吸附效果优于Ca-Al-LDHs；动力学表明Ca-Al-LDHs吸附剂吸附铅离子吸附行为可以用准一级动力学和准二级动力学表达；SDBS-Ca-Al-LDHs吸附剂吸附铅离子的行为符合准二级动力学。关键词：钙铝水滑石；Pb(Ⅱ)；十二烷基苯磺酸钠柱撑钙铝水滑石；吸附AStudyonAdsorptionPropertiesofPb(Ⅱ)inWastewaterbySDBS-PillaredCalciumAluminum-LayerdeDoubleHydrotalcitesAbstract：Calciumaluminum-layerdedoublehydrotalcites(Ca-Al-LDHs)weresynthesisedbyultrasound-assistedprecipitationmethod，theSDBS-pillaredCalciumAluminum-LayerdeDoubleHydrotalcites(SDBS-Ca-Al-LDHs)waspreparedbyhydrothermalmethodandreductionmethodofroastingusingCa-Al-LDHsasrawmaterials.Ca-Al-LDHsandSDBS-Ca-Al-LDHswerecharacterizedbyFT-IRandTG.TheadsorptionperformanceofCa-Al-LDHsandSDBS-Ca-Al-LDHsforPb(Ⅱ)ionsweretested.Theadsorptionbehaviorswerediscussedfromtheadsorptionkineticsandisothermaladsorptionmodels.TheresultsshowedthattheadsorptioneffectofSDBS-Ca-Al-LDHsisbetterthanCa-Al-LDHs.Accordingtothekineticmodelssimuation,thePb2+ionsadsorptionofCa-Al-LDHscorrespondstothepseudo-first-ordermodelsandthepseudo-second-ordermodels,thePb2+ionsadsorptionofSDBS-Ca-Al-LDHscouldbedescribedbythepseudo-second-ordermodel.Keywords：Ca-Al-LDHs;Pb(II);SDBS-Ca-Al-LDHs;adsorption目录TOC\o"1-1"\h\z\u\t"标题2,1,标题3,1"1绪论… 图64可知，方程y=0.0009x+0.0011可以表达SDBS-Ca-Al-LDHs吸附Pb(Ⅱ)的准二级动力学，其R2=0.9958，说明准二级动力学能够较好的拟合SDBS-Ca-Al-LDHs吸附Pb(Ⅱ)的情况。小结本节主要介绍了Ca-Al-LDHs和SDBS-Ca-Al-LDHs去除Pb(Ⅱ)的动力学研究：(1)准一级动力学和准二级动力学都能较好的拟合Ca-Al-LDHs和SDBS-Ca-Al-LDHs去除Pb(Ⅱ)的行为，但都是准二级动力学的拟合度相对较高；(2)无论是准一级动力学还是准二级动力学，都是Ca-Al-LDHs去除Pb(Ⅱ)的拟合度高结论(1)当温度为313.15K时，Ca-Al-LDHs用量为0.0400g、pH=6.12(本身)、初始浓度为300mg/L、作用时间为50min时去除率可以达到91.17%，吸附容量达到687.26mg/g。(2)当温度为313.15K时SDBS-Ca-Al-LDHs用量为0.0300g、pH=5.16(本身)、初始浓度为350mg/L、作用时间为45min时去除率可以达到97.38%，吸附容量达到1133.12mg/g。(3)吸附热力学等温模型表明：Ca-Al-LDHs吸附Pb(Ⅱ)的情况用Freundlich等温吸附模型的拟合度更高；SDBS-Ca-Al-LDHs吸附Pb(Ⅱ)的情况用Langmuir等温吸附模型的拟合度更高；两种等温模型说明了SDBS-Ca-Al-LDHs相对于Ca-Al-LDHs更易于吸附Pb(Ⅱ)。(4)吸附动力学模型表明：准一级动力学和准二级动力学都能较好的拟合Ca-Al-LDHs和SDBS-Ca-Al-LDHs去除Pb(Ⅱ)的行为，但都是准二级动力学的拟合度相对较高。参考文献施瑛,钟来进,刘伟,等.铅离子印迹磁性材料的制备及其对Pb(II)的吸附去除研究[J].南京农业大学学报,2015,38:504-510.李文蕾.静态悬浮磁性生物吸附剂的制备及其对铅离子的吸附研究[D].内蒙古:内蒙古工业大学,2019.1.姚俊.去除水中铅离子的改性矿物材料吸附剂研发[D].济南:济南大学,2017.1.马玉晶.插层水滑石的制备及其去除水中重金属性能的研究[D].北京:华北电力大学.2012.5.马静,魏益民,郭波莉,等．铅对人体和动物毒性作用［J］.中国公共卫生,2009,25(3):369-370．张肖亚.含铋碳氧化物修饰电极对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的同时检测[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学.2019.1.LLargitte,TBrudey,TTant,etal.Comparisonoftheadsorptionofleadbyactivatedcarbonsformthreelignocelluosicpercursors[J].MicroporousandMesoporousMaterials,2016,2019:256-275.王婧瑶.黑曲霉—稻草秸秆复合吸附剂吸附重金属离子特征及机制研究[D].哈尔滨工业大学,2017.3.李静文.硫化钠沉淀法处理含铅废水研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2013,29(04):8-10.周鸣,董铁有,程明涛,等.电化学方法去除模拟血液中铅的研究[J].化学研究与应用,2013,25(05):723-726.刘秀红,王永洪,刘成岑,等.电化学脱除Pb2+印迹复合膜的制备及其性能[J].化工进展,2017,36(09):3422-3428.吴海霞,李纯毅,付渊,等.以羧甲基马铃薯渣为原料的高吸水树脂对Pb2+吸附特性研究[J].胶体与聚合物,2018,36(04):163-165.HShihhsin,CYidi,Yzhongkai,etal.High-efficiencyremovalofleadfromwastewaterbybiocharderivedfromanaerobicdigestionsludge[J].BioresourceTechnology,2017,246:142-149.吴凡,郑锐生,刘雪梅,等.改性橘子皮对重金属铅离子的吸附性能研究[J].应用化工,2019,48(12):2838-2842.马安良.纳米羟基磷灰石的制备及其对铅离子的吸附研究[D].济南:济南大学,2013.7-8.SAkihiro,KEiji,IMark,etal.DirectobservationofgraftinginterlayerphosphateinMg/Allayereddoublehydroxides[J].JournalofSolidstateChemistry,2012,186:116-118.朱清,李成胜,周建成.镁铝水滑石的共沉淀法制备及表征[J].化工时刊,2017,31(04):1-3.王辉.层状双金属氢氧化物/碳纳米管杂化复合材料的制备、结构及其性能研究[D].北京:北京化工大学,2010.8.仇满德,牛苗,王亦丹,等.水热体系中不同前驱物对合成镁铝水滑石微结构的影响[J].人工晶体学报,2016,45(05):1404-1408.陈峻杰.磁性水滑石对水中典型金属离子吸附能力的研究[J].广州化工,2017,45(13):100-101+133.张琪,罗琳,张嘉超,等.磁性水滑石快速吸附水体中Cu(Ⅱ)离子[J].环境工程学报,2015,9(09):4339-4344.王丽丽.EGTA,SDS插层水滑石(LDH)制备及其对水中Cd2+、Pb2+的吸附性能研究[D],齐齐哈尔:齐齐哈尔大学,2015.8-10.羌惜晨,肖尖,王凯,等.镁-铝-镧三元类水滑石的制备及其在PVC中的应用[J].无机盐工业,2018,50(11):76-80.章琛,张鋆益,叶江涛,等.硬脂酸钠改性镁铝水滑石的制备及其PVC热稳定性能的影响[J].塑料工业,2018,46(9):63-66.黄昱臻,陆文文,钟宇涛,等.硼/锌掺杂钙铝水滑石的制备及其应用[J].现代塑料加工应用,2019,31(1):9-13.符玉绒,许春丽.水滑石负载型PdCu催化剂的制备及性能[J].工业催化,2018,26(12):43-49.贾永军.Cu-Mg-Al复合金属氧化物对Cr(VI)的吸附性能[J].电镀与环保,2018,38(4):61-63.程琛,岳秀萍,周爱娟,等.磁性Ca/Al水滑石对挥发性脂肪酸的吸附性能[J].环境工程学报,2018,12(12):3324-3332.万京京,郝瑞霞,马静雨,等.Fe(Ⅲ)掺杂Mg/Al-LDO作为氮磷吸附剂的研究[J].中国环境科学,2018,38(4):1295-1303.王鹏毅.水滑石的氨基酸改性及其吸附行为研究[D].北京:华北电力大学,2018.8-10.杨会朵.类水滑石材料的制备及其对铬离子的吸附性能研究[D].北京:中国矿业大学,2016.22.张辉,陆嘉炜,余剑清,等.镁铝水滑石的制备及其对铅离子的吸附性能[J].广州化工,2017,45(08):69-72.黄文杰.MgFe类水滑石吸附橙黄Ⅱ及资源化利用[D].湘潭:湘潭大学,2018.18.赵培雯.表面活性剂插层水滑石对芳香性化合物的吸附增溶性能研究[D].北京:北京化工大学,2015.19-21.薛晓宇.复合型插层水滑石热稳定剂制备及稳定PVC热机理研究[D]上海:上海工程技术大学,2015.42-44.张进成.改性Mg-Al类水滑石的制备及其对PVC热稳定性的影响[D]合肥:合肥工业大学,2017.48.李凯荣,郝德彪,魏作胜,等.水滑石无机阴离子交换机剂的合成与表征[J].离子交换与吸附,2011,27(3):219-228.NYu,XZhao,HDehmelt,etal.Starkshiftofasinglebariumionandpotentialapplicationtozero-pointconfinementinarftrap[J].PhysicalReviewA,1994,50(50):2738-2741.李彦霖.超声辅助合成钙铝水滑石及其复合物对铬(Ⅵ)和铀(Ⅵ)的吸附[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2013.19.张翔凌,邓礼楚,方晨佳,等.不同类型LDHs负载改性麦饭石对Cr(Ⅵ)吸附性能[J].环境科学,2019,40(01):300-309.ÉBoisselier,DÉric,CLine,etal.HowtogatherusefulandvaluableinformationfromproteinbindingmeasurementsusingLangmuirlipidmonolayers[J].AdvancesinColloidandInterfaceScience,2017,243(5):175-179.苗丹.玉米秸秆生物质炭对重金属铅的吸附作用研究[D].阜新:辽宁工程技术大学,2017.41-44.李信用.改性哈密钾长石对铅、镍的吸附与稳定化研究[D].乌鲁木齐:新疆大学,2018.16-17.ACleid