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随着现代化进程的加快,广泛的工业活动带来了一系列的环境问题,尤其是水污染,合成染料广泛应用于纺织,造纸、印刷、电镀和制药等行业,未经处理的染料排放环境中会造成严重的水体污染。吸附法因为其灵活性、简单性、便宜性、有效性和无二次污染被认为是一种有前途的方法。生物炭由于具有高的比表面积、稳定的孔结构、和丰富的表面官能团被认为是一种高效且环境友好的吸附材料。但是原始生物炭受原料、热解技术和热解条件的影响,对水体污染物的吸附能力有限。因此,对生物炭进行改性合成具有新型结构和表面性能的生物炭复合材料以有效的提高生物炭的吸附能力。本文通过共热解制备了一种新型的生物炭基复合材料,并探讨了合成的复合材料的形貌和结构特征和对污染物的吸附性能。
本文以木屑为原料,通过共沉淀法将镁铝水滑石(MgAl-LDH)负载到木屑生物质复合后再共热解,制备了一种新型生物炭镁铝水滑石复合材料(BC-CLDH),采用多种技术手段对BC-CLDH的形貌和结构进行表征。并将BC-CLDH作为吸附剂,用于去除水溶液中的刚果红,研究了pH值、吸附时间、初始浓度、温度以及背景电解质等因素对吸附效果的影响,同时对吸附动力学、等温线和热力学进行了分析。此外,还研究了材料的再生性能。
表征研究结果表明焙烧后的水滑石被成功的合成并且覆盖在生物炭的表面,合成得到的复合材料比原始生物炭具有更大的比表面积和更多的官能团。吸附实验表明,在pH为2时,吸附性能最好。动力学拟合结果表明动力学参数与准二级动力学模型相匹配,BC-CLDH对CR的吸附等温线与Langmuir模型相符合,温度为318K时,BC-CLDH的最大吸附容量为2632.6mg/g。热力学研究表明,刚果红的吸附是一种自发和吸热的过程。经过5次循环再生后,吸附量仍为1987mg/g,说明复合材料具有良好的再生性能。该研究结果表明,BC-CLDH是一种能高效处理刚果红废水的吸附剂。
本文以木屑为原料,通过共沉淀法将镁铝水滑石(MgAl-LDH)负载到木屑生物质复合后再共热解,制备了一种新型生物炭镁铝水滑石复合材料(BC-CLDH),采用多种技术手段对BC-CLDH的形貌和结构进行表征。并将BC-CLDH作为吸附剂,用于去除水溶液中的刚果红,研究了pH值、吸附时间、初始浓度、温度以及背景电解质等因素对吸附效果的影响,同时对吸附动力学、等温线和热力学进行了分析。此外,还研究了材料的再生性能。
表征研究结果表明焙烧后的水滑石被成功的合成并且覆盖在生物炭的表面,合成得到的复合材料比原始生物炭具有更大的比表面积和更多的官能团。吸附实验表明,在pH为2时,吸附性能最好。动力学拟合结果表明动力学参数与准二级动力学模型相匹配,BC-CLDH对CR的吸附等温线与Langmuir模型相符合,温度为318K时,BC-CLDH的最大吸附容量为2632.6mg/g。热力学研究表明,刚果红的吸附是一种自发和吸热的过程。经过5次循环再生后,吸附量仍为1987mg/g,说明复合材料具有良好的再生性能。该研究结果表明,BC-CLDH是一种能高效处理刚果红废水的吸附剂。