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15003865887 15038257928活性氧化鋁及其對銅離子的吸附性能表征
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2021-11-22
活性氧化鋁及其對銅離子的吸附性能表征
活性氧化鋁是一種具有多孔性的固體物料，有很大的比外表積，是具有高吸附性能的固體材料。粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，它的氧化物組成主要為：SiO2、Al2O3、Fe O、Fe2O3等 。利用粉煤灰制備活性氧化鋁既可以做到廢物利用，又可生產(chǎn)出高附加值得吸附產(chǎn)品，對環(huán)境保護(hù)和工業(yè)發(fā)展都有重要意義。 以粉煤灰為鋁(Al)源，采用酸堿聯(lián)合法制備活性氧化鋁，以表面活性劑為改性劑,通過有機(jī)物和無機(jī)物之間自組裝作用對其進(jìn)行改性，對改性前后產(chǎn)物物相組成、形貌、孔隙度、孔徑、比表面積進(jìn)行 X射線物相分析，掃描電子顯微鏡形貌分析，BET 法比表面測定等表征;并比較地研究了改性前、后活性氧化鋁對重金屬離子廢水中銅離子的吸附性能特征，探討了吸附機(jī)理。采用粉煤灰與純堿混合—中溫?zé)Y(jié)—浸入硫酸—過濾—煅燒的工藝制備出純活性氧化鋁。
結(jié)果表明，優(yōu)化工藝條件為初始純堿與粉煤灰的質(zhì)量比例：0.90:1、燒結(jié)時(shí)間為 4 小時(shí)(h)，氫氧化鋁的煅燒溫度為 400℃、煅燒時(shí)間為 5 小時(shí)(h)，所得產(chǎn)物的比表面積為 357.057m2/g孔容為 0.35cm3/g，平均孔徑為 4.317nm。在優(yōu)化工藝條件下，分別用三種不同的改性劑(十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、聚乙烯亞胺(PEI)、羧酸鈉)對上述活性氧化鋁改性。經(jīng)三種不同的改性劑改性后的產(chǎn)物均為純活性氧化鋁，其比表面積、孔容和平均孔徑分別為：369.701 m2/g，0.37cm3/g，4.265nm(CTAB);371.942 m2/g，0.36 cm3/g，4.197nm(PEI);365.721m2/g，0.40cm3/g，4.287nm(羧酸鈉)。結(jié)果表明，三種改性劑在不同程度上均提高了產(chǎn)物的比表面積、孔容和平均孔徑，其中經(jīng) PEI 改性的活性氧化鋁比表面積增加最明顯。 通過改性前后的活性氧化鋁吸附重金屬液中銅離子的吸附試驗(yàn)，在控制吸附時(shí)間，廢水模擬液初始濃度，p H 值等條件下對其吸附性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明，改性前的活性氧化鋁吸附的最佳的 p H 值和吸附率分別為 5 和 68.79%，利用不同改性劑改性后活性氧化鋁吸附化的 p H 值和吸附率分別為：CTAB 改性的為5 和 75.43%，PEI 改性的為 3 和 77.02%，羧酸鈉改性的為 3 和 76.22%，經(jīng)三種改性劑改性，不同程度上均提高產(chǎn)物對重離子廢水中銅離子的吸附率。其中 PEI改性效果佳，在其最佳 p H 條件下，對重金屬廢水中銅離子吸附率達(dá)到 77.02%。