离子液体插层水滑石复合材料的合成及其用于染料吸附的研究

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zh9958
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
随着油气藏勘探开发的发展,凝析气藏作为一种重要的非常规气藏得到飞速发展。凝析气藏开发过程中面临众多问题,主要表现为地层压力低于露点压力,凝析油析出污染地层,降低气井产量;开发后期地层水侵入,边底水锥进,产气量小,携液能力差,见水后井筒出现积液现象;凝析气臧埋藏深,排水采气工艺面临井深的局限。研究凝析气井开发过程中出现的问题,对于制定合理的开采工艺方案有重要意义。  针对凝析气藏开发过程中压力下降,
学位
通过勘探发现新的油田、新的油藏以及通过油藏的扩边来补充地质储量是石油增产和稳产最直接、最有效的途径。但是,由于石油是一种不可再生资源,其总地质储量是一定的,随着探勘成本的提高,新增地质储量的难度越来越大,成本越来越高。近年来,我国几个大油田新增地质储量多数都是丰度低、油层物性差、开采难度大的油藏。因此,石油可采储量的补充,将越来越多的依靠于已探明地质储量中采收率的提高。  在这样一种开采现状下,通
学位
随着国家经济的高速发展,国家对于能源的需求也不断增加。石油作为国家经济发展的重要能源基础,提高石油勘探与开发技术对我国经济有着很大的影响。近年来,国内很多油田的开发到了中、后期,油井含水上升,主力油层都进入了高含水后期,开发对象指向了薄油层。然而,薄油层的渗透率低,层间孔隙压力差别很大,而且层间的夹层都很薄,于是在开发过程中需要射孔、酸化、压裂、高压注水等一系列增产措施。薄油层的井下地质条件复杂,
学位
提高原油采收率技术(EOR)研究是油气田开发永恒的主题之一。近年来,国内外的研究趋势是化学驱下降,而注气驱则连续增加。我国大部分油田的储层属于陆相沉积,非均质性严重,原油粘度也比较高,因此,即使采取了强化的注采系统,水驱采收率仍比较低,只有33%左右,有2/3的地质储量留在地下未能采出。因此,发展提高采收率技术己成为石油工业持续发展的一项迫切战略任务。  注气采油作为提高原油采收率的重要方法之一越
学位
在凝析气藏中,当井底压力降低到露点压力以下时,液相析出,随着开采的持续,凝析油会在井底附近积聚,严重影响了气体的流动,从而导致气体产量大幅度减少。而将岩石润湿性变为气润湿可以很好的解决这一难题。本文主要研究了生物、化学表面活性剂将岩石润湿性改变为气涧湿的效果,以及岩心变为气润湿后的两相渗流特征,从而为缓解凝析油堵塞提供解决途径和实验依据。本文中选取了15种表面活性剂,测试每种表面活性剂在不同浓度下
学位
由于染料的上染率及固色率方面的问题,聚酰胺纤维染色加工后期需进行多次水洗,造成其染色环节的耗水及排污问题甚为突出。本论文研发了一种新型的聚酰胺纤维染色技术,该技术应用ErionylA系列弱酸性染料及Lanaset系列中性/活性染料对锦纶织物进行染色,通过在上染阶段结束后的染浴中加入特种催化剂XBJ和双氧水(合称特种助剂体系)使染浴中的染料被氧化脱色、降解甚至转化为无机物,同时特种助剂体系通过氧化作
基于纳米材料比表面积大,磁性材料可回收避免二次污染的特点,采用沉淀法制备磁性纳米Fe3O4,并对纳米Fe3O4进行羊毛水解碱液和壳聚糖改性获得纳米Fe3O4-有机物复合的纳米磁性材料。通过改性来改善纳米Fe3O4的外观大小和内部结构,同时提高Fe3O4对水中铜离子的吸附能力。  首先,以一定浓度氢氧化钠、在一定温度下溶解一定量羊毛纤维。以氯化铁和氯化亚铁为铁源,氢氧化钠为沉淀剂制备纳米Fe3O4的
学位
随着经济水平的不断发展,近年来珠三角地区凸腹成年男性有增态趋势,我国当前的《服装号型系列》标准已经不太适合凸腹成年男性这些特殊群体的体型要求。为使服装号型更好地满足这些特殊群体的需要,根据凸腹体型规律,需要重新制定适合珠三角地区凸腹成年男性的体型规格。采用手工测量的方式,随机抽取珠三角地区共计337名男性进行人体测量,通过筛查共筛选出119名凸腹体型成年男性。在此基础上,对筛查出的119名凸腹成年
学位
聚合物材料在使用过程中因受紫外线照射会发生老化,该现象会导致其物理机械性能下降,服用寿命缩短。为提高聚合物材料的耐光老化性能,需要向聚合物中加入抗紫外添加剂来吸收使用过程中受到的紫外辐射。本课题采用二氧化硅包覆二氧化钛的方法来降低二氧化钛的光催化活性,并将其加入到聚乙烯醇缩丁醛和聚丙烯中,以探讨改性后二氧化钛对于这两种聚合物防紫外性能的影响。  本课题通过不同正硅酸四乙酯用量制备了5种二氧化硅不同
学位
电致变色材料可随电位的变化改变颜色,因能用于制作大面积显示器、高效节能玻璃等领域而广受关注。过渡金属氧化物五氧化二钒,具备高效的显色效率和多重的颜色变换,被认为最有希望制备优良的电致变色器件。而变色反应速率的缓慢制约了它们的推广与应用。优化工艺以及对主体材料的插层与改性被认为是目前最有效的改善变色反应速率的方法。本文将从以下方面进行研究:  (1)V2O5薄膜电化学沉积工艺的研究:本文首先对V2O