Mn-Al双金属氢氧化物的制备及其除氟性能

发布时间：2020-02-21 11:21

【摘要】：采用共沉淀法制备Mn-Al双金属氢氧化物吸附剂,优化了合成条件,并利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)及能谱分析仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、热重分析仪(Thermogravimetric analyzer,TGA)、比表面积分析仪(Brunauer-Emmett-Teller surface area,BET)等对吸附材料进行表征探讨。研究结果表明pH值和共存离子等因素对Mn-Al双金属氢氧化物吸附剂除氟效能有一定的影响,在pH为6时,达到最大吸附容量,为44.15mg·g-1,氯离子和硝酸根离子能够提高吸附剂除氟效率,磷酸根离子与氟离子有一定的竞争吸附。
【图文】：

标准曲线,氟离子,标准曲线,电位

升温为５℃·ｍｉｎ－１，温度区间为３０～１０００℃，高纯Ｎ２保护，Ｎ２流量为１００ｍＬ·ｍｉｎ－１。１．７Ｍｎ－Ａｌ双金属氢氧化物吸附剂对Ｆ－的吸附１．７．１吸附容量的计算采用离子选择性电极法（ＧＢ７４８４－８７）测定水溶液中的Ｆ－含量，缓冲溶液ＴＩＳＡＢⅡ加到备检测样品中以消除离子强度的变化以及控制溶液的ｐＨ值。以１～１０ｍｇ·Ｌ－１范围内不同浓度Ｆ－标准溶液与对应电位（ｍＶ）绘制标准曲线（图１）。图１氟离子与对应的电位标准曲线Ｆｉｇ．１Ｓｔａｎｄａｒｄｃｕｒｖｅｏｆｆｌｕｏｒｉｄｅｉｏｎｖｅｒｓｕｓｐｏｔｅｎｔｉａｌ吸附容量由吸附前后溶液中氟离子浓度的变化计算得出：ｑｅ＝Ｖ（Ｃ０－Ｃｅ）ｍ或ｑｔ＝Ｖ（Ｃ０－Ｃｔ）ｍ式中：ｑｅ为吸附平衡时吸附剂的吸附容量（ｍｇ·ｇ－１），Ｖ为溶液体积（Ｌ），Ｃ０为氟离子初始浓度（ｍｇ·Ｌ－１），Ｃｅ为吸附平衡时溶液中氟离子浓度（ｍｇ·Ｌ－１），ｍ为吸附剂质量（ｇ），ｑｔ为ｔ时刻吸附剂的吸附容量（ｍｇ·ｇ－１），Ｃｔ为ｔ时刻溶液中氟离子浓度（ｍｇ·Ｌ－１）。·１６·材料导报Ｂ：研究篇２０１５年１月（下）第２９卷第１期

氟离子,吸附剂,吸附量

２５℃恒温水浴振荡１２ｈ，实验结果见图２。由图２可见，在一定Ｍｎ２＋／Ａｌ３＋物质的量比范围内，Ｍｎ－Ａｌ吸附剂的除氟容量先逐渐增大，后逐渐变小；ｎ（Ｍｎ２＋）∶ｎ（Ａｌ３＋）＝１∶８时，吸附容量达到最大值，为４４．１９ｍｇ·ｇ－１；而单独Ａｌ３＋的除氟容量仅为３６．７８ｍｇ·ｇ－１；两种金属离子混合以后，吸附容量得到很大的提高，可能是因为两种离子协同交互作用而引起表面结构变化，从而提高除氟容量［２４］。图２Ｍｎ２＋／Ａｌ３＋物质的量比对所制备的吸附剂的氟离子吸附量的影响Ｆｉｇ．２ＥｆｆｅｃｔｏｆｒａｔｉｏｏｆＭｎ２＋／Ａｌ３＋（ｉｎｍｏｌａｒ）ｏｎｆｌｕｏｒｉｄｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄａｄｓｏｒｂｅｎｔ２．１．２ｐＨ值的影响分别称取０．０８４５ｇＭｎＳＯ４·Ｈ２Ｏ和１．５０００ｇＡｌ－（ＮＯ３）３·９Ｈ２Ｏ，使ｎ（Ｍｎ２＋）／ｎ（Ａｌ３＋）＝１∶８，逐滴加入０．１ｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＯＨ溶液，使得溶液ｐＨ值分别为４、５、６、７、８、９，２５℃磁力搅拌１ｈ，静置分层，，用去离子水将吸附剂洗至中性，在８０℃干燥２４ｈ，研磨，用２００目筛网过筛。称取０．０１ｇ吸附剂与１０ｍｇ·Ｌ－１氟离子溶液于１００ｍＬ塑料离心管中，２５℃恒温水浴振荡１２ｈ，实验结果见图３。结果表明在酸性溶液中，随着ｐＨ值的升高，合成的Ｍｎ－Ａｌ吸附剂除氟容量逐渐增大，当ｐＨ＝６时达到最佳吸附

【参考文献】