论文部分内容阅读
近现代工业的快速发展,致使全球工业用水量迅速攀升。以纺织工业为首的工业用水需求量加大,而染料废水是纺织工业废水的主体。因此,染料废水的处理成为近现代研究的热点和重点。吸附作为处理方法之一,传统吸附剂存在物质分离效率低、成本高、吸附效果不足等缺点,新型多功能材料类水滑石因其“记忆效应”及可调变性在染料处理方面的优势越来越明显,同时与磁性材料结合后形成的复合材料可以克服传统吸附剂的诸多缺点。本文通过溶剂热法制备磁性纳米颗粒MFe2O4(M=Fe,Zn,Co,Ni),再通过共沉淀法在其颗粒表面负载Mg3Al-CO3类水滑石(LDH),形成新型的核壳结构吸附剂MFe204@Mg3Al-CO3 LDH,并系统研究了老化时间、煅烧温度、离子强度、pH等众多因素对吸附剂吸附性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、比表面及孔径分析仪(BET)对所制备的一系列材料的晶体物相特性、形貌结构、磁学特征、孔径特征等进行表征测试。采用红外光谱仪(FTIR)、可见分光光度计、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对吸附剂吸附染料的过程进行测定。研究发现,MFe2O4球状颗粒粒径介于300～400 nm,LDH在其表面垂直生长良好。COFe2O4表现出最佳的磁学特征和热稳定性。得到最佳条件老化温度、老化时间、甲醇/水比例、吸附温度、吸附剂投加量、溶液pH、离子强度、Mg/Al溶液浓度、煅烧温度分别为：30～90℃、12～48 h、1:1、20～35℃、0.48 g 吸附剂/g染料、7.0～9.0、0.001 ～0.1 mol/L、15 mmol/L、400℃。在此条件下,CoFe2O4@Mg3Al-CO3 LDH煅烧5h后用于吸附染料弱酸黄4R,吸附量可达2016 mg/g,经10次循环后,去除率仍高达80%,饱和吸附量为1698 mg/g.证明本文所制备的吸附剂吸附性能较好、易磁性分离,是一种高效、清洁的吸附剂,在染料废水处理方面具有良好的应用前景。