壳聚糖插层蒙脱土复合材料吸附酸性染料的动力学和热力学研究.pdfVIP

离子交换与吸附，201 l，27(2)：129—136 lONEXCHANGEANDADSORPll0N 1)02—0129—08 文章编号：100l一5493(201 壳聚糖插层蒙脱土复合材料吸附 酸性染料的动力学和热力学研究木 马娟娟1’2卓宁泽1陆嘉伟1李善忠1’2班鑫鑫1方文丹1 1淮海工学院化工学院，连云港222005 2南京理工大学化工学院，南京210094 摘要：通过离予交换的方法将天然大分子壳聚糖引入蒙脱土的层间，利用XRD和TG对得到 的复合材料进行表征。将该复合材料用于酸性黑10B的吸附，考查了pH值、染料起始浓度、 吸附时间以及温度对吸附性能的影响．结果表明，吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型． 好。计算得到吸附过程的热力学参数△Go、Ano和△r的值分别为一27．16u／mol(20℃)、 一14．18kJ／mol和44．0J／m01．K，说明复合材料对酸性染料的吸附是一个自发进行的放热过程。 关键词：壳聚糖插层蒙脱土复合材料；吸附；酸性染料；动力学；热力学 文献标识码：A 中图分类号：1．Q424．26 1前言 壳聚糖是天然可降解的高分子材料，其分子内含有羟基、氨基和糖苷键等多种活性官 能团，能够有效去除废水中的过渡金属和有机物，可用于贵金属回收、工业废水处理和医 药等多个领域。但纯壳聚糖易溶胀、机械强度差等问题在很大程度上限制了其应用，为此 近年来人们相继采用以戊二醛、环氧氯丙烷等交联剂进行化学交联11-21或与其它材料(如硅 胶、粘土)复合瞄4】等方法加以改进。 笔者在前期工作中【51制备的壳聚糖一蒙脱土复合材料，由于壳聚糖分子量大，分子链运 动能力较差，只有单层壳聚糖分子进入到蒙脱土层间。本文在复合材料的制备过程中采取 了加大壳聚糖用量，延长反应时间等措施，以提高壳聚糖插层的量。染料废水因有机物含 量高、色度深、成分复杂，而成为难处理的工业废水之一。目前，染料废水的主要处理方 法有生物降解、絮凝、化学氧化、光催化、膜处理以及吸附等。在众多吸附剂中，活性炭 因其良好的吸附能力应用最为广泛，但存在着成本较高的问题。本文制备的壳聚糖．蒙脱土 复合材料原料来源丰富，制备简单，成本低。研究表明它对水体中的酸性染料(酸性黑10B) ·收稿日期：2010年4月19日 项目基金：国家自然科学基金：淮海工学院院自然科学基金(Z2009020 作者简介：马娟娟(1980一)，女．江苏连云港八在读博士． 通讯联系人：Bmail：lalⅨ咖98@g删m．com 万方数据 ‘130。 Ion and 2011年4月 ExchangeAdsorption 表现出吸附速率快、吸附容量大的特点，此外，我们对吸附过程中的动力学和热力学也进 行了深入地探讨，为设计最佳工艺条件和实践应用提供了理论依据。 2实验部分 2．1试剂和仪器 为94％，国药集团化学试剂有限公司)，实验用染料酸性黑10B(化学纯，连云港双蝶染料 有限公司，结构如图l所示)，其它试剂均为分析纯，试验用水为蒸馏水。 ^ 02N NU Na Fig．1SlructureofAcidBlack10B RINT 空气浴振荡器(哈尔滨市东明医疗仪器厂)。 2．2壳聚糖插层蒙脱土复合材料的制备‘61 l％(v／v)醋酸溶液中，搅拌4h，用hmol／LNaOH将溶 将0．8559的壳聚糖加