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活性氧化铝及其对铜离子的吸附性能表征
编辑:  Admin       浏览:       发布时间:  2021-11-22

   活性氧化铝及其对铜离子的吸附性能表征

 
  活性氧化铝是一种具有多孔性的固体物料,有很大的比外表积,是具有高吸附性能的固体材料。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物,它的氧化物组成主要为:SiO2、Al2O3、Fe O、Fe2O3等 。利用粉煤灰制备活性氧化铝既可以做到废物利用,又可生产出高附加值得吸附产品,对环境保护和工业发展都有重要意义。 以粉煤灰为铝(Al)源,采用酸碱联合法制备活性氧化铝,以表面活性剂为改性剂,通过有机物和无机物之间自组装作用对其进行改性,对改性前后产物物相组成、形貌、孔隙度、孔径、比表面积进行 X射线物相分析,扫描电子显微镜形貌分析,BET 法比表面测定等表征;并比较地研究了改性前、后活性氧化铝对重金属离子废水中铜离子的吸附性能特征,探讨了吸附机理。采用粉煤灰与纯碱混合—中温烧结—浸入硫酸—过滤—煅烧的工艺制备出纯活性氧化铝。
 
  结果表明,优化工艺条件为初始纯碱与粉煤灰的质量比例:0.90:1、烧结时间为 4 小时(h),氢氧化铝的煅烧温度为 400℃、煅烧时间为 5 小时(h),所得产物的比表面积为 357.057m2/g孔容为 0.35cm3/g,平均孔径为 4.317nm。在优化工艺条件下,分别用三种不同的改性剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯亚胺(PEI)、羧酸钠)对上述活性氧化铝改性。经三种不同的改性剂改性后的产物均为纯活性氧化铝,其比表面积、孔容和平均孔径分别为: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(羧酸钠)。结果表明,三种改性剂在不同程度上均提高了产物的比表面积、孔容和平均孔径,其中经 PEI 改性的活性氧化铝比表面积增加最明显。 通过改性前后的活性氧化铝吸附重金属液中铜离子的吸附试验,在控制吸附时间,废水模拟液初始浓度,p H 值等条件下对其吸附性能进行表征,结果表明,改性前的活性氧化铝吸附的最佳的 p H 值和吸附率分别为 5 和 68.79%,利用不同改性剂改性后活性氧化铝吸附化的 p H 值和吸附率分别为:CTAB 改性的为5 和 75.43%,PEI 改性的为 3 和 77.02%,羧酸钠改性的为 3 和 76.22%,经三种改性剂改性,不同程度上均提高产物对重离子废水中铜离子的吸附率。其中 PEI改性效果佳,在其最佳 p H 条件下,对重金属废水中铜离子吸附率达到 77.02%。

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