论文部分内容阅读
以木质纤维素和蒙脱土为原料，采用溶液插层复合法制备木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料，用其吸附和解吸重金属阴离子Cr(Ⅵ)和阳离子Pb(Ⅱ)。吸附实验：研究了溶液的pH值、溶液初始浓度、吸附时间及吸附温度对纳米复合材料吸附量的影响，确定最佳吸附条件，同时进行吸附等温线及吸附动力学研究，以此探究纳米复合材料的吸附机理。解吸实验：研究了解吸溶液浓度、解吸时间、解吸温度和超声波解吸时间对纳米复合材料解吸率的影响，确定最佳解吸条件，探索其吸附可再生性。并采用XRD、TEM、SEM和FT-IR对纳米复合材料结构进行表征，分析其结构和表面性质的变化。研究结果归纳如下：1．吸附研究结果表明：木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附均受溶液pH值、初始浓度、吸附时间影响，吸附温度的影响不明显。当Cr(Ⅵ)溶液pH值为2、初始浓度为100mg/L、吸附温度为30℃、吸附时间为180min时，纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量达5.72mg/g；当Pb(Ⅱ)溶液pH值为6、初始浓度为0.04mol/L、吸附温度为30℃、吸附时间为60min时，纳米复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附量达140.94mg/g。纳米复合材料对Cr(Ⅵ)吸附过程符合二级动力学模型和Freundlich等温线模式；对Pb(Ⅱ)吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir等温线模式。2．解吸研究结果表明：解吸Cr(Ⅵ)，用0.02mol/L的NaOH溶液为解吸溶剂，解吸温度为30℃时，恒温水浴振荡240min及超声波解吸30min后，纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的解吸率分别为26.62%和47.63%；解吸Pb(Ⅱ)，用0.03mol/L的HNO3溶液为解吸溶剂，解吸温度为30℃时，恒温水浴振动30min及超声波解吸10min后，纳米复合材料对Pb(Ⅱ)的解吸率分别为74.94%和89.53%；木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Pb(Ⅱ)吸附和解吸（恒温水浴振荡）重复4次后，解吸率均在44.81%以上。3．表征结果显示：木质纤维素插层到蒙脱土层间，形成了插层-剥离型的纳米复合材料。纳米复合材料表面疏松多孔，有利于对Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附，并且纳米复合材料吸附Pb(Ⅱ)后，表面性质发生明显变化。