MCM-22分子筛对水溶性染料的吸附作用.pdfVIP

第29卷 第2其H 海 南 大 学 学 报 自然 科 学 版 Vo1．29NO．2 2011年 6月 NATURALSCIENCEJOURNALOFHAINANUNIVERSITY Jun．201l 文章编号：1004—1729(20l1)02—0178—04 MCM一22分子筛对水溶性染料的吸附作用 丁春华 ，沙书柏 ，池汝安 (1．海南大学 材料与化丁学院，海南 海 口570228；2．中国石油天然气管道局，河北 廊坊065000； 3．武汉_T程大学 化_T与制药学院，湖北 武汉 430073) 摘 要：采用吡啶吸附FT—IR、NH一TPD、低温N 吸附等表征了所合成的MCM一22分子筛的酸性*t~TL结构，并 考察 r吸附时问、吸附剂用量、染料初始浓度 、溶液pH及重复利用次数等对甲基橙 (MO)和亚甲基蓝 (MB) 吸附性能的影响．结果表明：MCM．22分子筛对甲基橙和亚甲基蓝均有较好的吸附效果．对浓度为 lX10 ／FIO1·L 的甲基橙溶液，吸附率可达95％以上；对浓度为4×10～otol·L 的亚 甲基蓝溶液，吸附率可达 98％以上．MCM-22分子筛对染料良好的吸附效果是其酸性与孔结构协同作用的结果． 关键词：染料 ；MCM一22；吸附；甲基橙 ；亚 甲基蓝 中图分类号：TQ424．25 文献标志码：A 中国是纺织大 国，纺织生产产生了大量的染料废水，给环境保护带来 了巨大压力．染料废水的特点是 COD含量高、生物毒性大、可生化性差(BOD／COD0．20)．染料分子的结构一般 比较稳定，很难被降解或 氧化，因此，常用的化学或生化方法对染料废水的处理比较困难 ¨ ． 吸附法是20世纪7O年代 以来工业废水处理中广泛应用的方法，该方法在去除对传统方法而言非常 稳定的污染物时表现出优越的性能，包括硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、合成染料等 ．常用的吸 附剂有活性炭、土矿物类、沸石、树脂、改性处理后的生物质材料(如改性甘蔗渣)等 ．活性炭是应片J最 为广泛的u及附剂，但 由于价格较高、再生能耗大、重复利用性能较差，其应用范围正在缩小．开辟价廉质 优、易于再生的吸附材料是近年来染料废水处理研究的热点． MCM-22分子筛具有独特的孔道体系，拥有超笼结构，其十二元环孔穴是一种重要的吸附位和交换 位，可以为较大分子(不能通过十元环孔 口)提供很好的吸附反应位 J．因此可以预见，MCM一22分子筛 对有机染料将有很好的吸附作用．MCM-22分子筛具有 良好的热稳定性，从而使其吸附的有机染料易于通 过焙烧去除，便于进行再生．本研究以甲基橙和亚 甲基蓝溶液模拟染料废水，考察了MCM．22分子筛对染 料的吸附处理性能． 1 实验部分 1．1 主要试剂 实验所用 甲基橙、亚甲基蓝、NaHCO 、二水氯化钙和NaC1均为分析纯，MCM-22分子筛 为实验室 自制． 1．2 MCM-22预处理 将制得的Na型MCM一22分子筛原粉与W=5％的硝酸铵溶液 [(分子筛原粉)：V (W=5％的硝酸铵)=1：l0]于80qC水浴中交换 3次，每次交换 2h，经洗涤和过滤后 ，烘干，程序升温至 540℃焙烧 4h，得到H型MCM．22分子筛，此即为实验中采用的分子筛吸附剂． 1。3 分析与表征 吡啶吸附的FT．IR光谱是在德国布鲁克公司生产的EQUINOX55型红外光谱仪 (分辨率 为4am )上进行．样品研磨成粉末，压成重约 10mg、直径约为 l0mm的自撑片，放人红外池中，于450oC脱 气 3h左右，然后冷却至室温，吸附吡啶至饱和，分别于 150℃、300℃和450 脱附后，冷却至室温扫描． 收稿 日期 ：20t0—11—24 作者简介 ：丁春华(1977一)，女，湖北随州人，海南大学材料与化工学院讲师，博士 第2期 丁春华等：MCM-22分子筛对水溶性染料的吸附作用 l79 NH3一TPD分析在美国Quantachrome公司的CHEMBET一3000型化学吸附仪上进行，载气速率为：N2