CTS-OMMT納米復合材料的制備及其對亞硝酸鹽的吸附研究.pdf

1、利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對鈉基蒙脫土進行有機改性，制備出有機蒙脫土(OMMT)，并將其和殼聚糖(CTS)通過聚合插層的方法制備出了殼聚糖/有機蒙脫土(CTS/OMMT)納米復合材料，用紅外光譜(IR)和X射線衍射光譜(XRD)對該材料進行了表征，并將其用于吸附低濃度的亞硝酸鹽溶液。實驗考察了CTS/OMMT納米復合材料過程中CTS和OMMT用量以及插層時間對吸附NO2-的影響，從而得出制備該材料的原料最佳條件。吸附實驗中，考

2、察了溫度、pH值對吸附的影響以及該材料對NO2-的吸附選擇性、飽和吸附量、吸附動力學和吸附熱力學。 CTS/OMMT納米復合材料的制備中，CTS和OMMT的用量是影響其吸附NO2-的最大兩個主要因素，實驗結果表明，CTS/OMMT納米復合材料對NO2-的吸附隨著CTS的使用比例增大而增大，CTS和OMMT質量比從0.05上升到0.1時，吸附量上升最快，從0.1到0.2時增幅明顯降低，從經濟角度考慮，CTS/OMMT納米復合材料

3、制備過程中CTS和OMMT質量比選擇1:10，制備OMMT過程中，CTAB的加入量對最終制備的CTS/OMMT納米復合材料的影響也較大，實驗結果表明，制備OMMT過程中，隨著CTAB和MMT的比例增大，最終制備出的CTS/OMMT納米復合材料對亞硝酸鹽的吸附效果呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當CTAB和MMT質量比為3:10時所制備的最終材料吸附效果最好，因此研究中制備OMMT的CTAB和MMT的最優(yōu)質量比選擇3:10，插層時間也是制備該材料

4、的一個主要影響因素，實驗結果表明，插層時間為12h時就能達到較好的吸附效果。采用紅外光譜(IR)和X射線衍射(XRD)對按照通過原料最佳條件制得的CTS/OMMT納米復合材料進行了表征，結果表明，部分CTS插層進入到OMMT的層狀結構當中，形成了納米復合材料。 在研究溫度、pH值對CTS/OMMT納米復合材料吸附NO2-的影響中發(fā)現(xiàn)，在弱酸性條件下吸附效果最好，隨著pH值接近中性和堿性，吸附效果逐漸降低，但是和弱酸性條件下相差不

5、大，說明該材料對NO2-的吸附具有較廣的pH值適用范圍；在溫度的影響上，材料的吸附性能隨著溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在20℃時吸附效果最好，常溫下也表現(xiàn)出較好的吸附效果，吸附過程以化學吸附為主。在比較研究了CTS、OMMT、CTS/OMMT納米復合材料對2.0mg/L的NO2-吸附中發(fā)現(xiàn)CTS/OMMT納米復合材料的吸附效果好于CTS和OMMT的機械組合，經過聚合插層后，CTS的利用率大大提高。CTS/OMMT納米復合材料對NO

6、2-的吸附選擇性實驗中發(fā)現(xiàn)，在存在相同濃度Cr、NO3-、SO42-和CO32-的NO2-溶液中，CTS/OMMT納米復合材料對NO2-的吸附效果基本不變，說明CTS/OMMT納米復合材料對NO2-的吸附具有很好的選擇性，同時也說明該材料對NO2-的吸附過程以化學吸附為主。對于2.0mg/L的NO2-，CTS/OMMT納米復合材料的最大吸附量大于但接近1.05mg/g，吸附的動力學曲線和等溫吸附線分別能較好的擬合一級反應動力學模型和Fr