【摘要】：采用共沉淀法合成一系列具有不同鋅鋁比的水滑石,并利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、熱重(TG)、氮?dú)馕摳郊半姼旭詈系入x子體質(zhì)譜(ICP-MS)等表征手段對(duì)其結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行了測(cè)試。將上述水滑石材料用于吸附脫除水中鄰苯二甲酸污染物,考察了不同鋅鋁比水滑石吸附鄰苯二甲酸性能的差異。結(jié)果表明,在較低鋅鋁比時(shí),隨著水滑石鋅鋁比的增加,其對(duì)鄰苯二甲酸的吸附量逐漸增大;當(dāng)鋅鋁比較大時(shí)(6),隨著鋅鋁比的增加,水滑石的吸附量基本保持不變。進(jìn)一步選取鋅鋁比為6的水滑石,分別對(duì)其吸附鄰苯二甲酸的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)其吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分別符合Freundlich等溫吸附模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,且循環(huán)吸附性能較好。
【圖文】：

娜芤河?.22m聚四氟乙烯膜過濾器過濾，然后用紫外分光光度計(jì)測(cè)量溶液中吸附質(zhì)的濃度。吸附劑對(duì)溶液中吸附質(zhì)的吸附量計(jì)算公式如下：qe=(C0-Ce)VmC0、Ce分別為起始和吸附平衡后溶液中吸附質(zhì)的質(zhì)量濃度(mg·L-1)；V為溶液體積(L)；m為吸附劑質(zhì)量(g)。2結(jié)果與討論2.1樣品組成與結(jié)構(gòu)性質(zhì)表征2.1.1ICP、XRD和形貌分析ICP定量分析結(jié)果表明，Zn-AlLDHs系列樣品的實(shí)際鋅鋁比比合成中的投料比低，其值分別為1.89、2.87、3.41、3.93、4.50、6.15和7.83。所合成Zn-AlLDHs樣品的XRD圖如圖1所示，所有Zn-AlLDHs樣品在低衍射角度(2θ≈10°、20°)均有相對(duì)強(qiáng)度較大的特征衍射峰，峰形尖銳且較寬，分別歸屬于(003)、(006)晶面對(duì)應(yīng)的衍射峰。在高衍射角度(2θ≈30°、34°、60°)，特征衍射峰的強(qiáng)度較弱，分別歸屬于(009)、(101)、(110)晶面衍射峰。晶胞參數(shù)a表示晶體內(nèi)層結(jié)構(gòu)中金屬離子之間的平均距離、c表示3倍的(003)晶面距離a=2d(110)，c=3d(003)，Zn-AlLDHs層中陽離子與羥基之間鍵的強(qiáng)度和方向會(huì)影響晶胞參數(shù)[26]。對(duì)比7個(gè)樣品可以發(fā)現(xiàn)：隨著鋅鋁比的增加，a值略有增加，這是由于鋅離子半徑(0.74nm)比鋁離子(0.51nm)半徑大。同時(shí)，也可看出，隨著鋅鋁比的增加，Zn-AlLDHs樣品的特征衍射峰強(qiáng)度逐漸減弱，這是由于樣品中雜質(zhì)含量增加的緣故。在較高鋅鋁比時(shí)，雜質(zhì)ZnO、ZnAl2O4相的特征衍射峰逐漸顯示出來，且隨鋅鋁比的增加峰強(qiáng)度變大[27-28]。Zn-AlLDH的形貌如圖2所示，Zn-AlLDH樣品均呈層狀結(jié)構(gòu)，在較低鋅鋁比時(shí)，樣品表面光滑。隨著鋅鋁比的增加，樣品表面粗糙程度逐漸增加，(A)2-Zn-AlLDH;(B)3-Zn-AlLDH;(C)4-Zn-AlLDH;(D)5-Zn-AlLDH;(E)6-Zn-AlLDH;(F)7-Zn-AlLDH;(G)

LDH的孔隙結(jié)構(gòu)通過氮?dú)馕摳絹肀碚�，吸附等溫線如圖4所示。所有Zn-AlLDH的氮?dú)馕摳降葴鼐�均屬于Ⅳ類型并有滯后回環(huán)，說明所合成的材料具有介孔結(jié)構(gòu)[34]。這主要是由于LDH的層間顆粒所形成的。鋅鋁比為2時(shí)，所合成Zn-AlLDH的表面積和孔容均為最校在較低鋅鋁比時(shí)，隨著鋅鋁比的增加，，Zn-AlLDH的表面積逐漸增大(表1)，這是由于雜質(zhì)的出現(xiàn)，導(dǎo)致LDH層與層之間面對(duì)面聚集的幾率減小，從而導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)增(A)2-Zn-AlLDH;(B)3-Zn-AlLDH;(C)4-Zn-AlLDH;(D)5-Zn-AlLDH;(E)6-Zn-AlLDH;(F)7-Zn-AlLDH;(G)8-Zn-AlLDH;(H)ZnO圖2不同鋅鋁比LDH樣品和ZnO的SEM圖片F(xiàn)ig.2SEMmicrographsofLDHsampleswithdifferentnZn/nAlmolarratiosandZnO圖3不同鋅鋁比LDH樣品的熱重曲線Fig.3TGAcurvesofLDHsampleswithdifferentnZn/nAlmolarratios圖4不同鋅鋁比LDH樣品的氮?dú)馕摳降葴鼐�Fig.4N2adsorption-desorptionisothermofLDHsampleswithdifferentnZn/nAlmolarratios1751
【作者單位】： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院煤炭加工與高效潔凈利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.21606252,21506247) 江蘇省自然科學(xué)基金(No.BK20140182) 江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目資助
【分類號(hào)】：O647.33

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本文編號(hào)：2522405