鎂鋁水滑石的改性及其吸附苯酚綠的研究

鎂鋁水砂（mg-al）的同義詞是hy譴責。它也被稱為雙金屬氫氧化物或陰離子粘土。這是典型的陰離子層析化劑。本文用共沉淀法制備了鎂鋁水滑石,然后對水滑石進行了焙燒,并對焙燒產物通過表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉進行改性。用X射線衍射和紅外光譜對改性后的產物的結構進行了表征和分析,以苯酚綠為研究對象,系統(tǒng)考察了溶液的pH值、吸附時間、吸附劑投加量等因素對吸附劑吸附性能的影響。1實驗部分1.1化學試劑及試劑試劑:六水合硝酸鎂(A.R,成都科龍化工試劑廠),九水合硝酸鋁(A.R,上海新寶精細化工廠),氫氧化鈉(A.R,西隴化工有限公司),無水碳酸鈉(A.R,上海凌峰化學試劑有限公司),氨水(A.R,上海中試化工總公司),十二烷基苯磺酸鈉(A.R,國藥集團化學試劑有限公司)。設備:精密電子天平(YP402N,上海精密科學儀器有限公司),強力電動攪拌器(JB90-D型,上海標本模型有限公司),水循環(huán)真空泵(SHZ-3,河南鞏義杜甫儀器廠),電熱恒溫鼓風干燥箱(DHG-9053A,上海精宏實驗設備有限公司)。1.2鎂、鋁水滑動的制備1.2.1用鎂水石膏樣品制備采用雙滴法,Mg/Al投料物質的量比為3.0。稱取Mg(NO1.2.2改性產物的合成將煅燒后的水滑石產物和十二烷基苯磺酸鈉按比例1∶2.5稱取,加入一定量的去離子水,強烈攪拌使其溶解,控制溶液酸堿度基本保持不變,90℃攪拌6h后抽濾,在80℃烘箱中干燥12h,得到改性后的產物。1.2.3染料吸收光譜的測定稱取適量鎂鋁水滑石改性產物,置于錐形瓶中,再加入100mL的0.05mg/L染料溶液,在恒溫水浴中振蕩器中震蕩一定時間,將懸浮液在一定的轉速下離心一段時間,取得上層清液,用玻璃比色皿,以去離子水作為參比,測定吸光度。染料的吸收光譜用紫外可見分光光度計測定。脫色率的計算公式如下:脫色率(%)=(C1—C2)/C1×100%C1—染料初始濃度(mg/L);C2—染料平衡濃度(mg/L)1.2.4動x射線衍射法X射線衍射儀(XRD):德國Bruker公司的D8Advance全自動X射線衍射儀,以CuKα輻射,管電壓為40kV,管電流為30mA,掃描步長為0.05°,掃描速率為0.2°/min;紅外光譜儀FT-IR(美國Thermo傅立葉變換紅外光譜儀Nicolet380)2結果與討論2.1鎂鋁水進產品結構表征圖1是用十二烷基苯磺酸鈉改性前后樣品(a)改性前(b)改性后的XRD譜圖。圖中可以看到鎂鋁水滑石有四個較為明顯的特征峰和兩個高級衍射峰,呈現出典型的水滑石層狀結構,而且普通基線低,雜峰少,說明了合成的鎂鋁水滑石規(guī)整性好,結晶度高。有表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉插層的產物具有典型的有機陰離子插層產物的結構特點,說明了表面活性陰離子進入了水滑石主體層間。2.2分辨率分析：ft-i圖2所示是十二烷基苯磺酸鈉插層產物在一定的溫度在熱處理后得到的FT-IR譜圖。在3483.77cm1000cm2.3吸附劑對苯酚綠的脫色率配制100mL的0.05mg/L的染料溶液,加入適量的吸附劑,用硝酸溶液調節(jié)溶液的pH值,溫水浴攪拌1.5h,當達到吸附平衡時候,測量上層清液體的吸光度計算可得吸附劑對苯酚綠的脫色率。由圖3可知,改性后的水滑石對苯酚綠的吸附能力與溶液的pH值有很大關系,pH值小于1.5時,脫色效率較好,pH值為1.2時,脫色效率可達97.40%;pH值大于1.5時,脫色效果較差,pH值為4時,脫色效率只有3.77%。因此合適的pH值應該控制在1到1.2之間,1.2最佳。2.4吸附劑投加量對脫色率的影響溫度為35℃,pH值為1.2,攪拌1h,100mL的0.05mg/L染料溶液中加入不同量的吸附劑,繪制脫色率隨著吸附劑投加量的變化的曲線圖。如圖4所示,吸附劑的投加量在0.05至0.25之間,當吸附劑的投加量為0.1g時,脫色率最大可達97.81%。隨著投加量的增加,脫色率也在逐漸降低,投加量為0.25g時,脫色率為96.95%。由此可知,鎂鋁水滑石對苯酚綠的去處理是非常高的,在染料廢水的脫色方面十分有前景。2.5不同溫度對脫色效率的影響在室溫25℃下,100mL的0.05mg/L的染料溶液中,加入吸附劑,分別在恒溫水浴在震蕩20,30,40,60,80,100min記錄變化曲線圖,如圖5所示,30min以內去除速率較快,時間約為1h時,脫色效率是最好可達97.4%。2.6吸附溫度對脫色效率的影響在100mL配制好的染料溶液下加入吸附劑,溫水浴攪拌1h,隨后改變吸附溫度,記錄不同吸附溫度下脫色效率的變化情況。如圖6所示,當溫度在35℃時,脫色效率時最高的,達到了97.81%。隨著溫度的升高脫色率下降,脫色效果變差。3反應時間的確定用十二烷基苯磺酸