有机硅烷改性介孔二氧化锰制备及吸附除铜机制研究

来源 :河北科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:maxchou
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本文针对目前除Cu(II)吸附剂研究的发展趋势以及存在的问题,选用对Cu(II)具有选择性吸附作用的氨基硅烷对介孔二氧化锰(δ-MnO2)进行改性,制备出了吸附Cu(II)效果更好的新型介孔吸附材料(NH2-MnO2),并对所制备吸附剂的表面特性及除Cu(II)性能进行了表征及评价,分析其简单的吸附机理,建立基于有机官能团修饰的吸附剂除铜净水工艺原理,对重金属铜的去除有一定的指导和借鉴意义。表征结果显示,NH2-MnO2和δ-MnO2以无定型的形式存在。它们均是由20-200nm的球形颗粒组成,且具有多孔的表面和介孔结构。改性后材料的表面积、孔径和孔容均有不同程度地减小。-CH、-NH2峰的出现和吸附Cu(II)后NH2-MnO2表面-NH2的减弱均说明改性成功。在NH2-MnO2样品中,负载在δ-MnO2表面的氨丙基官能团负载量为1.640mmol g-1。吸附热力学实验表明,随着温度的升高,吸附剂的吸附量增大。对于Cu(II)的等温吸附行为,Langmuir等温吸附模型拟合的等温线最佳,Cu(II)在NH2-MnO2和δ-MnO2表面均接近单层吸附。改性前后吸附剂对Cu(II)的吸附均是自发进行的,增加温度有利于反应的进行。吸附动力学实验表明, NH2-MnO2对溶液中Cu(II)的去除较δ-MnO2相比有比较优势的吸附效果。两种吸附剂对Cu(II)的吸附都是吸热反应。对吸附结果采用动力学方程进行模拟表明,吸附剂改性前用准二级动力学模型描述更为合适,说明δ-MnO2对水溶液中Cu(II)的吸附过程更接近化学吸附过程;改性后则用Elovich方程描述更为合适,说明NH2-MnO2对Cu(II)的吸附过程为慢速率的化学吸附。
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