層狀氫氧化鎂鋁焙燒產(chǎn)物對(duì)含硫陰離子的吸附性能研究.pdf

1、層狀氫氧化鎂鋁是一種無機(jī)含鎂功能材料，具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)和離子交換性能，在催化、醫(yī)藥、水處理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著人們對(duì)層狀氫氧化鎂鋁結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究的不斷深入，其應(yīng)用空間也在不斷擴(kuò)大。本實(shí)驗(yàn)室以價(jià)格低廉的工業(yè)級(jí)硫酸鎂及硫酸鋁、氫氧化鈉、純堿等為原料，首次使用全混噴射反應(yīng)器在水熱條件下制備出了成本低廉的層狀氫氧化鎂鋁。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，制備出的產(chǎn)品結(jié)晶度好、純度高、性能穩(wěn)定。前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該層狀氫氧化鎂鋁材料及其焙燒產(chǎn)物對(duì)溶液中

2、無機(jī)陰離子(F<'->、Cl<'->、SO<,4><'2->等)脫除效果顯著。 含硫廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大的污染，嚴(yán)重危害著生物體的健康繁衍，特別是廢水中硫氰酸鹽、硫化物等對(duì)環(huán)境的危害巨大，積極尋求行之有效的脫除方法迫在眉睫。本文以自制層狀氫氧化鎂鋁焙燒產(chǎn)物對(duì)溶液中硫氰酸根離子和硫化物進(jìn)行了靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，采用小范圍正交的實(shí)驗(yàn)方法，分別對(duì)焙燒溫度、投加量、吸附時(shí)間、溫度、溶液濃度以及pH值等影響元素進(jìn)行了分析討論，從而找出最優(yōu)

3、吸附脫除條件。另外，對(duì)吸附前后樣品進(jìn)行了紅外光譜分析和x射線衍射分析，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析探討了吸附機(jī)理。 層狀氫氧化鎂鋁500℃焙燒產(chǎn)物對(duì)SCN<'->的吸附性能最佳。初始濃度為25mg/L時(shí)，最經(jīng)濟(jì)合理的投加量為4g/L，吸附4h即可達(dá)到平衡；溫度為40℃，溶液初始pH值在6～8時(shí)，CLDH-5對(duì)SCN<'->的脫除效果最佳，吸附量可達(dá)到104.17mg/g。吸附過程符合Langmuir等溫方程，吸附主要是單分子層吸附。吸附

4、熱力學(xué)研究表明，吸附焓變AH為94.30 KJ/mol，△H為正值說明該吸附為吸熱過程，AH大于40KJ/mol與化學(xué)反應(yīng)熱屬于同一數(shù)量級(jí)，說明該吸附過程主要是化學(xué)吸附；吸附自由能變△G為負(fù)值，說明CLDH-5對(duì)SCN的吸附過程是自發(fā)進(jìn)行的。吸附動(dòng)力學(xué)研究表明，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能很好地?cái)M合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，吸附過程遵從一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。 層狀氫氧化鎂鋁400℃焙燒產(chǎn)物對(duì)硫化物的吸附性能最佳。初始濃度為50mg/L時(shí)，最經(jīng)濟(jì)合理的投加量為

5、2g/L，吸附2h即可達(dá)到平衡；吸附最好是在常溫或高溫下進(jìn)行，低溫不利于吸附。吸附過程符合Langmuir等溫方程。吸附熱力學(xué)研究表明，吸附焓變△H為正值，表明吸附為吸熱過程；吸附焓變值為138.98KJ/mol(>40KJ/mol)，與化學(xué)反應(yīng)熱屬于同一數(shù)量級(jí)，說明該吸附過程主要是化學(xué)吸附，但同時(shí)也有物理吸附過程存在的可能性；吸附自由能變?chǔ)為負(fù)值，說明CLDH-4對(duì)硫離子的吸附過程是自發(fā)進(jìn)行的。動(dòng)力學(xué)研究表明，吸附過程同樣遵從一級(jí)動(dòng)