Mg/Fe-LDHO/PES复合膜吸附材料的制备与除氟性能
发布时间：2021-09-02 06:00
以层状氢氧化镁铁的焙烧产物（Mg/Fe-LDHO）和聚醚砜（PES）为原料,采用共混法制备了Mg/Fe-LDHO/PES复合膜吸附材料,并研究了其对水中氟离子的吸附性能,考察了初始pH值、初始F-浓度、吸附温度、吸附时间以及共存阴离子等因素对吸附效果的影响。结果表明:在25℃条件下,该复合膜饱和吸附容量为12.34mg/g,能在pH=410范围内保持稳定的吸附性能,吸附速率较高,前5min内即可达到平衡吸附容量的75%;低温有利于提高复合膜的吸附性能,吸附过程符合准二级动力学模型。通过傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对复合膜的形貌及结构进行了表征,采用电位滴定法测得复合膜的零电位点pH值（pHpzc）为9.4。
【文章来源】：材料导报. 2017,31(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１（ａ）Ｍｇ／Ｆｅ－ＬＤＨＯ粒度分布曲线及（ｂ）复合膜吸附容量随组分配比变化图Ｆｉｇ．１（ａ）ＧｒａｉｎｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆＭｇ／Ｆｅ－ＬＤＨＯａｎｄ（ｂ）ｔｈｅｐｌｏｔｏｆｄｅｆｌｕｏｒｉｄａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｖｅｒｓｕｓ
４复合膜吸附材料ｐＨｐｚｃ表征根据吸附剂零电位点ｐＨ值（ｐＨｐｚｃ）可以选择合适的ｐＨ值范围进行吸附操作，从而达到最佳的吸附效果。当吸附剂所处溶液的ｐＨ值低于ｐＨｐｚｃ时，吸附剂表面带正电荷［７］，此时吸附剂可通过静电吸引作用提高对阴离子的吸附容量。相反，当溶液ｐＨ值高于ｐＨｐｚｃ时，吸附剂表面带负电荷［７］，由于静电排斥作用，吸附剂对阴离子的吸附性能会有所下降。本研究采用电位滴定法测定了复合膜吸附材料的ｐＨｐｚｃ，结果如图４所示。复合膜的ｐＨｐｚｃ值约为９．４，即当溶液的ｐＨ值低于９．４时，复合膜表面带正电，否则带负电。由测定结果可知，该复合膜可用于ｐＨ值较高的含氟水的处理。图４复合膜零电位点的ｐＨ值（ｐＨｐｚｃ）Ｆｉｇ．４ｐＨｐｚｃｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｍｅｍｂｒａｎｅ２．２Ｍｇ／Ｆｅ－ＬＤＨＯ／ＰＥＳ复合膜吸附材料的除氟性能２．２．１溶液初始ｐＨ值的影响调整溶液的初始ｐＨ值为２～１２，考察其对复合膜除氟效果的影响，并测定了吸附平衡后溶液的ｐＨ值，结果如图５所示。由图５中曲线（ａ）可知，当ｐＨ值在４～１０时，复合膜对Ｆ－的去除效果最好，且基本稳定；当溶液初始ｐＨ值低于４或高于１０时，吸附容量迅速下降。由图５中曲线（ｂ）可知，当溶液初始ｐＨ值为４～１０时，溶液平衡ｐＨ值稳定在９左右，低于复合膜的ｐＨｐｚｃ，复合吸附剂表面带正电荷，提高了复合膜对Ｆ－的吸附性能。当溶液初始ｐＨ值低于４时，溶液中有一部分Ｆ－
节溶液初始ｐＨ值。图５溶液初始ｐＨ值对复合膜吸附容量的影响Ｆｉｇ．５ＥｆｆｅｃｔｏｆｉｎｉｔｉａｌｐＨｏｎｔｈｅｄｅｆｌｕｏｒｉｄａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｈｙｂｒｉｄｍｅｍｂｒａｎｅ２．２．２吸附热力学在２５℃和５０℃条件下，复合膜的除氟性能随Ｆ－浓度的变化规律如图６所示。在２５℃条件下，随着Ｆ－浓度的增加，复合膜的吸附容量几乎成线性增加趋势；当溶液质量浓度为１６０ｍｇ／Ｌ时，仍未达到吸附饱和。在５０℃条件下，复合膜的吸附容量先增大后趋于稳定；当溶液质量浓度为１２０ｍｇ／Ｌ时，趋于吸附饱和。这表明低温有利于提高复合膜的除氟性能。在两种温度条件下，去除率均随溶液浓度的升高而降低。但当溶液初始质量浓度为５０ｍｇ／Ｌ时，去除率仍可达到６０．９％，说明该复合膜可用于Ｆ－浓度较高的水的处理。从平衡吸附容量随初始浓度变化曲线可以看出：当初始质量浓度低于５０ｍｇ／Ｌ时，复合膜的平衡吸附容量几乎不受温度的影响；当浓度再升高时，平衡吸附容量随温度的升高而减校因此，在选用该复合膜处理Ｆ－质量浓度高于５０ｍｇ／Ｌ的含氟水时应尽量选择较低的操作温度。图６初始质量浓度及温度对复合膜吸附容量的影响Ｆｉｇ．６Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｉｔｉａｌｆｌｕｏｒｉｄｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｄｅｆｌｕｏｒｉｄａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｍｅｍｂｒａｎｅ为进一步探究Ｆ－与复合膜的作用机制，本研究选用最常用的Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温模型对实验数据进行
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mn-Al双金属氢氧化物的制备及其除氟性能[J]. 胡家朋,吴代赦,饶瑞晔,陈喆,赖文亮. 材料导报. 2015(02)
[2]饮用水除氟技术开发应用现状[J]. 李永富,孟范平,姚瑞华. 水处理技术. 2010(07)
[3]聚醚砜/微纳纤维素复合膜材料的光谱表征与性能研究[J]. 唐焕威,张力平,李帅,赵广杰,秦竹,孙素琴. 光谱学与光谱分析. 2010(03)
本文编号：3378454
【文章来源】：材料导报. 2017,31(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１（ａ）Ｍｇ／Ｆｅ－ＬＤＨＯ粒度分布曲线及（ｂ）复合膜吸附容量随组分配比变化图Ｆｉｇ．１（ａ）ＧｒａｉｎｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆＭｇ／Ｆｅ－ＬＤＨＯａｎｄ（ｂ）ｔｈｅｐｌｏｔｏｆｄｅｆｌｕｏｒｉｄａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｖｅｒｓｕｓ
４复合膜吸附材料ｐＨｐｚｃ表征根据吸附剂零电位点ｐＨ值（ｐＨｐｚｃ）可以选择合适的ｐＨ值范围进行吸附操作，从而达到最佳的吸附效果。当吸附剂所处溶液的ｐＨ值低于ｐＨｐｚｃ时，吸附剂表面带正电荷［７］，此时吸附剂可通过静电吸引作用提高对阴离子的吸附容量。相反，当溶液ｐＨ值高于ｐＨｐｚｃ时，吸附剂表面带负电荷［７］，由于静电排斥作用，吸附剂对阴离子的吸附性能会有所下降。本研究采用电位滴定法测定了复合膜吸附材料的ｐＨｐｚｃ，结果如图４所示。复合膜的ｐＨｐｚｃ值约为９．４，即当溶液的ｐＨ值低于９．４时，复合膜表面带正电，否则带负电。由测定结果可知，该复合膜可用于ｐＨ值较高的含氟水的处理。图４复合膜零电位点的ｐＨ值（ｐＨｐｚｃ）Ｆｉｇ．４ｐＨｐｚｃｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｍｅｍｂｒａｎｅ２．２Ｍｇ／Ｆｅ－ＬＤＨＯ／ＰＥＳ复合膜吸附材料的除氟性能２．２．１溶液初始ｐＨ值的影响调整溶液的初始ｐＨ值为２～１２，考察其对复合膜除氟效果的影响，并测定了吸附平衡后溶液的ｐＨ值，结果如图５所示。由图５中曲线（ａ）可知，当ｐＨ值在４～１０时，复合膜对Ｆ－的去除效果最好，且基本稳定；当溶液初始ｐＨ值低于４或高于１０时，吸附容量迅速下降。由图５中曲线（ｂ）可知，当溶液初始ｐＨ值为４～１０时，溶液平衡ｐＨ值稳定在９左右，低于复合膜的ｐＨｐｚｃ，复合吸附剂表面带正电荷，提高了复合膜对Ｆ－的吸附性能。当溶液初始ｐＨ值低于４时，溶液中有一部分Ｆ－
节溶液初始ｐＨ值。图５溶液初始ｐＨ值对复合膜吸附容量的影响Ｆｉｇ．５ＥｆｆｅｃｔｏｆｉｎｉｔｉａｌｐＨｏｎｔｈｅｄｅｆｌｕｏｒｉｄａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｈｙｂｒｉｄｍｅｍｂｒａｎｅ２．２．２吸附热力学在２５℃和５０℃条件下，复合膜的除氟性能随Ｆ－浓度的变化规律如图６所示。在２５℃条件下，随着Ｆ－浓度的增加，复合膜的吸附容量几乎成线性增加趋势；当溶液质量浓度为１６０ｍｇ／Ｌ时，仍未达到吸附饱和。在５０℃条件下，复合膜的吸附容量先增大后趋于稳定；当溶液质量浓度为１２０ｍｇ／Ｌ时，趋于吸附饱和。这表明低温有利于提高复合膜的除氟性能。在两种温度条件下，去除率均随溶液浓度的升高而降低。但当溶液初始质量浓度为５０ｍｇ／Ｌ时，去除率仍可达到６０．９％，说明该复合膜可用于Ｆ－浓度较高的水的处理。从平衡吸附容量随初始浓度变化曲线可以看出：当初始质量浓度低于５０ｍｇ／Ｌ时，复合膜的平衡吸附容量几乎不受温度的影响；当浓度再升高时，平衡吸附容量随温度的升高而减校因此，在选用该复合膜处理Ｆ－质量浓度高于５０ｍｇ／Ｌ的含氟水时应尽量选择较低的操作温度。图６初始质量浓度及温度对复合膜吸附容量的影响Ｆｉｇ．６Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｉｔｉａｌｆｌｕｏｒｉｄｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｄｅｆｌｕｏｒｉｄａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｍｅｍｂｒａｎｅ为进一步探究Ｆ－与复合膜的作用机制，本研究选用最常用的Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温模型对实验数据进行
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mn-Al双金属氢氧化物的制备及其除氟性能[J]. 胡家朋,吴代赦,饶瑞晔,陈喆,赖文亮. 材料导报. 2015(02)
[2]饮用水除氟技术开发应用现状[J]. 李永富,孟范平,姚瑞华. 水处理技术. 2010(07)
[3]聚醚砜/微纳纤维素复合膜材料的光谱表征与性能研究[J]. 唐焕威,张力平,李帅,赵广杰,秦竹,孙素琴. 光谱学与光谱分析. 2010(03)
本文编号：3378454
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