β-FeOOH改性凹凸棒土的制备及其对单宁酸吸附性能研究.docx

背景介绍单宁酸(TA)作为一种水溶性有机物，广泛分布在自然水体中，是一种常见的溶解性有机物。TA对水中生物体具有较强的毒害作用，且在饮用水消毒过程中易与消毒剂生成一系列副产物，严重威胁到人类健康.目前已报道的单宁酸治理技术中，吸附法因其处理速度快、效率高、无二次污染，已经成为单宁酸治理领域最为活跃的研究之一。凹凸棒土是一种廉价、资源丰富的天然水合镁铝硅酸盐粘土矿物，由于具有高比表面积、低表面电荷、稳定的结晶态结构等特性，被广泛应用于吸附去除环境中各种污染物.eFee)OH在酸性环境下稳定性最好，且具有独特的吸附、离子交换和催化性能，是一种极具应用前景的环境修复材料.本文采用酸改性法纯化凹凸棒土，辅助水浴法制得S-FeC)OH改性凹凸棒±(ATP/任FeOOH)吸附剂，以单宁酸为目标污染物，研究不同影响因素对其吸附性能的影响，并探究吸附机理.文章亮点采用水浴法成功制备。-FCOOH改性凹凸悻土(ATP/-FcOOH)吸附剂：ATP小尺OOH吸附单宇酸过程符合拟二依动力学怏型和1.angmUir联网等温戏.Ai高啜的容瓜可以达到38.63mg,并确定最佳吸附条件为溶液初始PH他3.0.吸附剂投加双为1.0皿：较好的光稳定性：ATPm-Fc（X）H对单宇酸的吸附机理可以（11结为螯合作用和静电作用。内容介绍1实3部分1.1 实脸方法1.1.1 吸附剂的制符将原始凹凸棒土（Initia1ATP>置于300C的乌弗炉中进行热处理，去除凹凸棒土的表面吸附水和孔道吸附水，处理后研磨，过200目筛，称取热处理后的凹凸株土按固液比1:4加入25mol1.HCI溶液中.充分投接2h以去除凹凸修土颗粒中的杂质（如碳酸盐和金属离子）。超声0.5h,于5000rmin卜离心分离，并用超纯水洗涤至PH值呈中性,在55匕烘箱中烘干,研磨过筛，得到的材料为纯化后凹凸棒土（ATP>.1.1.2 吸附性能的研究分别将0.005、0.01,0.015.0.02、0.025,0.03,0.035、0.04g的ATPw-FCoOH加入20ml,<50mg1.）TA溶液中，充分反应W）min,高速离心分盲,在=276nm条件下测定上消液吸光度.2结果与讨怆2.1 样品形貌分析ATP和ATPM-FeOOH的TEM表征结果如图I所示C由图Ia可知ATP呈棒状或纤维堆叠状,可以看出酸处理后的凹凸棒土形貌更加规整:图Ib和IC可以明显的观察到两种材料的晶体结构，说明代FeOOH成功负轨在ATP上。HIATP（八）和ATPTFeOOH<b.c)的FEM18FIr.1TEMimagesofATP(a>andATPj8-FcH(b.c)2.2 样品比表面积和孔结构分析ATP和ATPWFCOOH的氨气吸附-脱附等温线和孔径分布如图2所示.由图2a可以看出，ATP和ATP力-FCOOH吸附-脱附总体趋势相似，在00.05的低虚段曲践上升幅度较大：0050.4之间时，吸附-脱附曲线基本重合且援慢上升：0.4后的高乐段，去明为明显的回滞环，与典型的IV型带HJ型迟滞曲践表现一致，进一步证实吸附剂由疏松的片状结构组成了狭缝状孔121由图2b显示,ATP和ATP俨FCOOH存在大瞅孔径在2SOnm之间的介孔,而且,存在少量的孔径V2nm的微孔.SwOO05052211(dE-s7wi、PCqJOKPYA三UBno7uluTrulsZEn_oaEOdp4p0.5011502孔径nmH2ATP和ATP处FeooH的露勺姓川-及阳等吸附曲线（八）：对应的孔径分布图<BJH)<b>Kig.2Nilrogenadsrpliondesorptionsullcrn(a>andBJHcurrespndnpuresized(ribuluncurveofATPandATP-FcOOH(b)2.3 吸附剂用量和TA初始浓度对吸附收果的影响吸附剂用量对TA去除率的影响如图3a所示.随着吸附剂投加St的增加,ATP/?-FeOOHllj对TA的去除率从31.0%上升到54.5%。600.00.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0450.045吸附剂投加量/gTA初始浓度/(mg1.")Bl3吸用剂投加仪对TA去除率的影响（八）和TA初始浓度对TA去除率的影响(b)FiX.3EffectofadM>benldose（八）udTAinitialConcenlralion(b)onIheremovalraleofTA3结论1成功制备出ATP/-FeoOH吸附剂，吸附结果表明：在PH3.0时，30wi%ATPif-FcOOH吸附性能最好，去除率达到71.4%.2ATPm-FCOoH时TA的吸附行为符合拟二锻动力学方程和1.angmUir吸附等温线模型,并I1.以化学吸附、物理吸附和总分子层吸附为主.不同温度下，吸附等温线拟合计算的最大吸附It分别可达到37.93、38.32、38.63mg,3结合实聆和火征结果可以物ATP/；-FcOOH对TA的吸附机理归结为您合作用和龄电作用.