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茜素红(AR)是一种具有代表性的蒽醌类染料,是印染行业常用的染料之一。其结构复杂、稳定,不易处理,且具有较高毒性,已成为印染工业较难处理的污染物之一。吸附法因其高效、快速、稳定性好、操作简单并对有毒物质不敏感等优点,成为去除茜素红的有效方法。因此,制备吸附能力强、廉价、适用条件广泛且容易分离回收的功能化磁性复合材料,进行AR染料废水的处理,具有重要的现实意义。 论文分别选择了两种无机材料(活性炭和无烟煤)和一种有机材料(聚苯胺)与铁氧体复合,合成了三种磁性复合材料作为吸附剂。运用振动样品磁强计(VSM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔径分析、零电荷电位(pHpzc)等手段对复合材料进行了表征分析。分别研究了磁性复合材料对AR的吸附性能,包括吸附条件、吸附热力学、吸附动力学和吸附剂再生。 采用溶剂热法,合成了Fe3O4/AC(活性炭)磁性复合材料。吸附条件为:T=35℃, pH=3.00,吸附剂用量0.030 g,吸附平衡时间180 min;吸附等温线研究表明:Fe3O4/AC对AR的吸附,同时符合Langmuir模型和Freundlich模型,属于优惠吸附;热力学研究表明:Fe3O4/AC对AR的吸附过程是自发的,吸热的过程;动力学研究表明:Fe3O4/AC对AR的吸附符合假二级动力学模型,整个吸附过程的限速步骤主要为液膜扩散;吸附剂再生结果表明:无水乙醇再生6次后的Fe3O4/AC,仍具有一定的吸附AR的能力。 采用溶剂热法,合成了Fe3O4/ANTC(无烟煤)磁性复合材料。吸附条件为:T=30℃, pH=3.00,吸附剂用量0.055 g,吸附平衡时间180 min;吸附等温线研究表明:Fe3O4/ANTC对AR的吸附,同时符合Langmuir模型和Freundlich模型,属于优惠吸附;热力学研究表明:Fe3O4/ANTC对AR的吸附过程是自发的,放热的过程;动力学研究表明:Fe3O4/ANTC对AR的吸附符合假二级动力学模型,整个吸附过程的限速步骤主要为液膜扩散;吸附剂再生结果表明:0.1 mol/L的NaOH溶液再生6次后的Fe3O4/ANTC,仍具有一定的吸附AR的能力。 采用原位化学氧化聚合法,合成了NiFe2O4/PANI(聚苯胺)复合材料。吸附条件为:T=35℃,pH=4.00~8.60,吸附剂用量0.030 g,吸附平衡时间45 min;吸附等温线研究表明:NiFe2O4/PANI对AR的吸附,符合Langmuir模型,为单分子层吸附,且属于优惠吸附;热力学研究表明:NiFe2O4/PANI对AR吸附过程是自发的,吸热的过程;动力学研究表明:NiFe2O4/PANI对AR的吸附符合假二级动力学模型,整个吸附过程的限速步骤主要为液膜扩散;吸附剂再生研究表明:0.1 mol/L的NaOH溶液再生6次后的NiFe2O4/PANI,仍具有一定的吸附AR的能力。