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羥基磷灰石-四氧化三鐵-沸石復(fù)合材料制備及去除水中剛果紅研究
信息來源：濰坊沸石生物技術(shù)開發(fā)中心 作者：
采用可溶性磷酸鹽、鈣離子、二價鐵離子、三價鐵離子和天然沸石等材料制備了羥基磷灰石-四氧化三鐵-沸石(HAP-Fe3O4-沸石)復(fù)合材料,對該復(fù)合材料進(jìn)行了表征,并考察了該復(fù)合材料對水中剛果紅的吸附作用.結(jié)果表明,HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料對水中的剛果紅具備良好的吸附能力.當(dāng)pH由3增加到4或由7增加到11時,HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料對水中剛果紅的去除能力下降；當(dāng)pH由4增加到7時,對剛果紅的吸附能力基本保持不變.HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料對水中剛果紅的去除率隨吸附劑投加量的增加而增加,而對水中剛果紅的單位吸附量則隨吸附劑投加量的增加而降低.HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料對水中剛果紅的吸附動力學(xué)過程可以較好地采用準(zhǔn)二級動力學(xué)模型加以描述,對剛果紅的吸附平衡數(shù)據(jù)可以采用Langmuir和Freundlich等溫吸附模型加以描述.根據(jù)Langmuir模型確定的最大吸附容量為117mg?g-1.(pH7和303K).HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料對水中剛果紅的吸附是自發(fā)吸熱并伴隨熵增加的過程.當(dāng)pH為7時,HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料吸附水中剛果紅的主要機制包括表面配位作用、氫鍵作用以及路易斯酸堿反應(yīng).采用熱再生的方法可以使吸附剛果紅后的HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料得到再生,熱再生后的復(fù)合材料可以循環(huán)使用并且對水中剛果紅的吸附性能良好.X射線衍射分析結(jié)果表明HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料含F(xiàn)e3O4,磁滯回線結(jié)果表明HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料具備較高的磁飽和強度,復(fù)合材料吸附剛果紅后可以很容易地通過外加磁場的作用快速地與水溶液分離.結(jié)果表明,HAP-Fe3O4-沸石復(fù)合材料適合作為一種吸附劑去除廢水中的剛果紅.
我國是紡織大國,每天均會產(chǎn)生大量的印染廢水.印染廢水通常具有色度高、化學(xué)成分復(fù)雜、穩(wěn)定性高、難生化降解等特點,如果直接排入地表水體,將會嚴(yán)重影響水體的美觀以及水體中動植物的生存,目前已經(jīng)成為較難治理的工業(yè)廢水之一.剛果紅是一種典型的聯(lián)苯胺類直接偶氮陰離子型染料,用量大且易進(jìn)入水體,厭氧條件下還會生成毒性更大的芳香胺類物質(zhì),是印染廢水中具有代表性的污染物之一.印染廢水中的染料可以采用吸附、混凝-絮凝、高級氧化、臭氧氧化、膜過濾、液-液提取等方法加以去除.其中,吸附法被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)有效的染料廢水處理方法.活性炭是目前水處理領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的吸附劑,可以有效去除廢水中的染料.但是,應(yīng)用活性炭去除廢水中染料目前存在的主要缺陷包括價格昂貴、再生困難以及固液分離不便等.因此,為了去除廢水中的染料,研究開發(fā)更加經(jīng)濟(jì)有效并且固液分離方便的新型吸附劑以替代傳統(tǒng)的活性炭是非常必要的.天然沸石是呈骨架狀結(jié)構(gòu)的多孔性鋁硅酸鹽礦物,價格低廉,儲量豐富,且具有較大的比表面積和較高的陽離子交換能力.
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