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目前,印染废水的污染是一项亟待解决的环境问题,其有着水量大、碱性强、有机物含量大等特点,属于难处理的工业废水之一,其中印染废水的脱色是其处理的重要环节,而吸附法为行之有效的处理方法之一。水滑石类化合物(LDHs)为阴离子型层状材料,层间具有可交换的阴离子,在化工、医药、材料和环境等领域具有潜在的研究和应用价值。本文采用共沉淀法合成了一系列醇胺类离子液体改性水滑石复合材料(ILs/LDHs)并进行表征,由XRD、FT-IR、TOC等结果发现乙醇胺乙酸离子液体(ILs(b))成功地插入到水滑石的层间,且有着最好的晶体结构,由SEM和BET结果可知,离子液体的插层使得水滑石的层板间距增加,比表面积增大,故而吸附性能有所提高。因此,本文选择乙醇胺乙酸离子液体/水滑石复合材料(ILs/LDHs(b))与纯水滑石对比,研究两者对水溶液中阴离子型染料活性橙5和酸性红27的吸附能力的差异。
在对活性橙5的吸附实验中,研究和探讨了ILs/LDHs(b)和纯水滑石对活性橙5的吸附机理、染液初始pH值对吸附过程的影响、吸附剂用量对吸附的影响、ILs/LDHs(b)吸附前后SEM形貌特征和ILs/LDHs(b)的回收利用。结果发现,ILs/LDHs(b)对活性橙5的吸附能力(qmax=300.91mg/g)远大于纯水滑石(qmax=53.83mg/g),且两种吸附剂的吸附速率曲线符合准二级动力学模型;吸附等温线符合Freundlich模型;吸附焓变值ΔHo为正,ΔGo值为负,体系中吸附过程都为吸热反应且自发进行;高染液初始pH值和高吸附剂用量均不利于吸附剂的对活性橙5的吸附,最终确定ILs/LDHs(b)吸附活性橙5的最佳pH=6.0;吸附剂用量最佳用量为0.5g/L。ILs/LDHs(b)对活性橙5的吸附过程主要为静电吸引力的作用;吸附活性橙5后的ILs/LDHs(b)孔隙结构模糊,绝大部分被染料分子所覆盖;ILs/LDHs(b)在三次循环利用中的解吸率分别为57.91%、46.67%、和37.34%,吸附活性橙5的可重复利用性能较好。
在对酸性红27的吸附实验中,研究和探讨了ILs/LDHs(b)和纯水滑石对酸性红27的吸附机理、染液初始pH值对吸附过程的影响、吸附剂用量对吸附的影响和ILs/LDHs(b)的回收利用。结果发现,ILs/LDHs(b)对酸性红的吸附能力是纯水滑石的4.5倍,且两种吸附剂的吸附速率曲线符合准二级动力学模型;吸附等温线符合Sips模型;吸附焓变值ΔHo为正,ΔGo值为负,体系中吸附过程也都为吸热反应且自发进行;高染液初始pH值和高吸附剂用量均不利于吸附剂的对酸性红27的吸附,最终确定ILs/LDHs(b)吸附酸性红27的最佳pH=6.0;吸附剂用量最佳用量为0.5g/L。ILs/LDHs(b)对酸性红27的吸附脱附性能优良,可重复利用性能较好。
综上所述,本文制备的ILs/LDHs(b)作为吸附材料对阴离子型染料有着高效的吸附性能,其可以作为一种潜在有效的吸附剂在染整工业的废水脱色处理中发挥作用。
在对活性橙5的吸附实验中,研究和探讨了ILs/LDHs(b)和纯水滑石对活性橙5的吸附机理、染液初始pH值对吸附过程的影响、吸附剂用量对吸附的影响、ILs/LDHs(b)吸附前后SEM形貌特征和ILs/LDHs(b)的回收利用。结果发现,ILs/LDHs(b)对活性橙5的吸附能力(qmax=300.91mg/g)远大于纯水滑石(qmax=53.83mg/g),且两种吸附剂的吸附速率曲线符合准二级动力学模型;吸附等温线符合Freundlich模型;吸附焓变值ΔHo为正,ΔGo值为负,体系中吸附过程都为吸热反应且自发进行;高染液初始pH值和高吸附剂用量均不利于吸附剂的对活性橙5的吸附,最终确定ILs/LDHs(b)吸附活性橙5的最佳pH=6.0;吸附剂用量最佳用量为0.5g/L。ILs/LDHs(b)对活性橙5的吸附过程主要为静电吸引力的作用;吸附活性橙5后的ILs/LDHs(b)孔隙结构模糊,绝大部分被染料分子所覆盖;ILs/LDHs(b)在三次循环利用中的解吸率分别为57.91%、46.67%、和37.34%,吸附活性橙5的可重复利用性能较好。
在对酸性红27的吸附实验中,研究和探讨了ILs/LDHs(b)和纯水滑石对酸性红27的吸附机理、染液初始pH值对吸附过程的影响、吸附剂用量对吸附的影响和ILs/LDHs(b)的回收利用。结果发现,ILs/LDHs(b)对酸性红的吸附能力是纯水滑石的4.5倍,且两种吸附剂的吸附速率曲线符合准二级动力学模型;吸附等温线符合Sips模型;吸附焓变值ΔHo为正,ΔGo值为负,体系中吸附过程也都为吸热反应且自发进行;高染液初始pH值和高吸附剂用量均不利于吸附剂的对酸性红27的吸附,最终确定ILs/LDHs(b)吸附酸性红27的最佳pH=6.0;吸附剂用量最佳用量为0.5g/L。ILs/LDHs(b)对酸性红27的吸附脱附性能优良,可重复利用性能较好。
综上所述,本文制备的ILs/LDHs(b)作为吸附材料对阴离子型染料有着高效的吸附性能,其可以作为一种潜在有效的吸附剂在染整工业的废水脱色处理中发挥作用。