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水是人类及其它所有生物生存必不可少的重要资源,是社会稳定、和谐发展的必要前提条件。但是随着社会工业化的快速发展,水污染越来越严重,其中工业废水中染料废水的排放量巨大,因此,探索如何治理染料废水已成为目前社会亟待解决的问题。本实验选取了噻嗪类的次甲基蓝和三苯甲烷类的结晶紫两种染料作为代表性的阳离子染料污染物,深入研究了粉煤灰合成的Al-MCM-41对这两种染料的吸附性能。本课题以粉煤灰为原料,采用碱熔水热法合成介孔分子筛Al-MCM-41,利用SA-XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段和静态吸附实验考察粉煤灰合成的Al-MCM-41的性能,并研究了硅铝比、混合溶液的pH值、晶化温度、晶化时间等制备条件对Al-MCM-41结构及吸附性能的影响。接着,研究了Al-MCM-41对次甲基蓝和结晶紫的吸附性能,并进一步考察了最优吸附条件,包括吸附剂的质量、染料溶液初始pH值、温度、吸附时间等因素。最后,通过分析吸附等温曲线和吸附动力学研究了 Al-MCM-41对次甲基蓝和结晶紫的吸附机理。实验结果表明,介孔分子筛Al-MCM-41的最优合成条件是:Si/Al为10、混合溶液的pH值为10.50、晶化温度为110℃,晶化时间为72h。在此条件下合成的样品具有良好的有序度和固化度,对次甲基蓝和结晶紫的吸附性能最好。A1-MCM-41对次甲基蓝和结晶紫的吸附性能研究结果表明,随着Al-MCM-41用量的增加,染料的去除率增加,单位吸附量降低;Al-MCM-41在酸性条件下对次甲基蓝、结晶紫的去除率低,在碱性条件下的吸附效果最好;在染料浓度相同的条件下,随着吸附环境温度的上升,Al-MCM-41对染料的吸附率降低,说明温度上升不利于Al-MCM-41对次甲基蓝、结晶紫的吸附;从吸附时间影响因素的结果来看,Al-MCM-41对次甲基蓝和结晶紫的吸附过程分为快速吸附阶段(0～30min)和慢吸附阶段(30～60min),最终在60min左右吸附完成;温度也对吸附速率有影响,随着反应温度的升高,Al-MCM-41的吸附平衡时间有所延长,较慢达到平衡。通过研究Al-MCM-41对次甲基蓝和结晶紫的吸附机理,结果表明:Langmuir等温吸附模型比Freundlich等温吸附模型更能恰当地描述Al-MCM-41对两种染料的吸附过程,因此Al-MCM-41对染料的吸附形式主要是单分子层吸附,属于物理吸附,吸附过程放热。当温度分别为30℃、40℃、50℃,Al-MCM-41对次甲基蓝的拟合最大吸附能力qmax,fitted分别为:2049.81、1897.60、1589.35mg/g,实验得出的最大吸附能力qmax,exp分别是 2003.22、1840.35、1579.88mg/g;当温度分别为 30℃、40℃、50℃,Al-MCM-41对结晶紫的拟合最大吸附能力qmax.fitted分别为:443.29、424.19、404.70mg/g,实验得出的最大吸附能力和qmax,exP分别是458.33、420.51、383.75mg/g,拟合结果与实验结果基本一致。准二级动力学模型比准一级动力学模型更能恰当地描述Al-MCM-41对次甲基蓝和结晶紫的吸附过程,说明Al-MCM-41吸附阳离子染料的吸附速率主要和吸附质、吸附剂之间的电子共用和电子转移有关。