配合物柱撑蒙脱石复合材料的制备及应用研究

发布时间：2017-12-15 07:29

  本文关键词：配合物柱撑蒙脱石复合材料的制备及应用研究

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【摘要】：随着工农业的发展,水污染、水资源短缺和水生态环境恶化等问题日益凸显,已经成为制约社会可持续发展的主要难题。其中,染料废水污染是最严重的环境问题之一。蒙脱石价格低廉,储量丰富,是一种有效的吸附剂,得到了众多研究者的青睐。然而,天然蒙脱石不能很好地满足使用过程中的要求,为了扩大蒙脱石的应用领域,必须对天然蒙脱石进行改性。本论文利用不同配合物改性剂制备出了三类配合物柱撑蒙脱石复合材料,并探索其对阳离子染料的脱色效果和吸、脱附机理,这可为染料废水的治理和蒙脱石矿产资源的开发提供有价值的实验资料和工艺依据。主要研究内容及成果如下:(1)通过离子交换和配位作用合成了蒙脱石负载M(Ⅱ)-水杨醛缩-β-丙氨酸复合材料([M(Ⅱ)-L_1/MMT](M=Cu,Zn,Ni)),蒙脱石负载M(Ⅱ)-5,5’-亚甲基二水杨酸复合材料([M(Ⅱ)-L_2/MMT](M=Zn,Cd,Pb))和蒙脱石负载M(III)-水杨醛缩-2-氨基吡啶复合材料([M(III)-L_3/MMT](M=La,Er,Y)),并用XRD、FT-IR和TGA-DTA等测试手段对复合材料进行表征。结果表明,复合材料制备成功。(2)本论文着重探讨了[Cu(Ⅱ)-L_1/MMT]对结晶紫(CV),[Zn(Ⅱ)-L_2/MMT]对亚甲基蓝(MB)和[La(III)-L_3/MMT]对罗丹明B(RB)的脱色效果及影响因素。结果表明,[Cu(Ⅱ)-L_1/MMT]对CV的去除率达99.60%,[Zn(Ⅱ)-L_2/MMT]对RB的去除率达99.90%以及[La(III)-L_3/MMT]对MB的去除率达97.70%,均具有良好的脱色效果。与原土相比,[Cu(Ⅱ)-L_1/MMT]对CV的吸附量由285.6mg·g~(-1)提高到444.4 mg·g~(-1),[Zn(Ⅱ)-L_2/MMT]对RB的吸附量由240.2 mg·g~(-1)提高到312.1 mg·g~(-1),[La(III)-L_3/MMT]对MB的吸附量由285.0 mg·g~(-1)提高到421.2mg·g~(-1)。(3)通过吸附等温线和吸附动力学拟合,结果表明,[Cu(Ⅱ)-L_1/MMT]对CV,[Zn(Ⅱ)-L_2/MMT]对RB以及[La(III)-L_3/MMT]对MB的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,拟二级动力学模型较好地描述了其吸附动力学行为。热力学分析表明,[Cu(Ⅱ)-L_1/MMT]吸附CV和[Zn(Ⅱ)-L_2/MMT]吸附RB是一个自发的、吸热过程;而[La(III)-L_3/MMT]吸附MB是一个自发的、放热过程。(4)本论文重点研究了以[Cu(Ⅱ)-L_1/MMT]、[Zn(Ⅱ)-L_2/MMT]和[La(III)-L_3/MMT]三种复合材料为吸附剂,来探讨其各自对模拟二元混合染料体系的脱色效果。研究表明,[Cu(Ⅱ)-L_1/MMT]、[Zn(Ⅱ)-L_2/MMT]和[La(III)-L_3/MMT]对二元阳离子混合染料有良好的吸附性能和脱色效果。在二元混合体系中,当复合材料添加量充足时,其脱色率均能达到96%以上;但在添加量不足的情况下,各染料分子之间会存在竞争吸附,染料与吸附剂之间亲和力强的优先被吸附。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;O647.3
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本文编号：1291117