聚乙烯亚胺功能化磁性纳米颗粒的制备及其吸附去除六价铬、茜素红S和甲基橙的研究

发布时间：2018-01-09 13:18

  本文关键词：聚乙烯亚胺功能化磁性纳米颗粒的制备及其吸附去除六价铬、茜素红S和甲基橙的研究　出处：《昆明理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：Cr(Ⅵ)和染料广泛应用于工业领域,众所周知,持续排入到环境中的Cr(Ⅵ)和染料废水在世界各地引发了严重的环境问题。吸附被认为是一种简单有效、成本相对低廉的Cr(Ⅵ)和染料的去除方法。与传统材料相比,Fe304磁性纳米颗粒吸附剂由于较大的比表面积和外加磁场下容易与废水分离在过去几十年里已经引起了相当大的关注。本文为了提高Fe304磁性纳米颗粒作为吸附剂的稳定性、选择性和吸附性能,采用聚乙烯亚胺作为稳定剂,提出了一种基于戊二醛交联反应的简便、温和且可再生的化学路线用于研究Fe304纳米粒子的改性。改性的磁性纳米颗粒简写为Fe3O4@NH2@PEI,通过戊二醛与PEI和磁性纳米颗粒上的氨基交联反应制备得到对六价铬、茜素红S和甲基橙具有良好的吸附能力且高度稳定的聚乙烯亚胺共价功能化磁性纳米颗粒。Fe3O4@NH2@PEI的组成成分通过TEM、SEM、XRD、 FTIR、TGA等一系列表征得以验证。Fe3O4@NH2@PEI吸附Cr(Ⅵ)过程仅需要10分钟,符合准二级动力学模型。等温吸附过程在318K时得到最大吸附容量175.76 mg g-1,符合Langmuir模型。热力学参数(△G、△H、AS)计算结果显示Fe3O4@NH2@PEI吸附六价铬过程自发吸热。材料稳定性能测试显示使用0.5 mol L-1氢氧化钠溶液可以有效地再生吸附剂,此外,20次吸附-解吸附循环实验后其吸附量无显著的降低,在强酸强碱环境中均显示出高度稳定性能。最重要的是,制备得到的Fe3O4@NH2@PEI可以从复杂的工业废水中有效地和选择性地吸附Cr(Ⅵ),表明Fe3O4@NH2@PEI可以作为一个有前途的吸附剂用于实际废水六价铬的高效率去除。染料吸附过程可以在20分钟内完成,吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir和Freundlich吸附模型的研究中表明,Langmuir模型更适合描述茜素红S和甲基橙吸附到Fe3O4@NH2@PEI上的过程,茜素红S和甲基橙的最大吸附容量达到256和242 mgg-1,远远高于修饰前的纳米磁性颗粒。Fe3O4@NH2@PEI对阴离子染料具有选择性吸附特性,可用于解决阴离子染料与阳离子染料混合物的分离。此外,15次吸附-解吸附循环实验后其吸附量无显著的降低,显示了较好的机械强度。考虑到所有的优势,Fe3O4@NH2@PEI可以作为一个有前途的吸附剂从工业废水中选择性吸附和分离染料。
[Abstract]:Cr (鈪，

本文编号：1401545