介孔分子筛MCM-41在废水处理中的应用分析

2015-06-27 00:01

　　2.3对废水中有机物的吸附

　　C.K.Lee等〔29〕研究了MCM-41对3种基础染料罗丹明B、结晶紫（CV）、亚甲基绿（MG）和两种酸性染料酸性红1（AR1）和食用色素亮蓝（EG）在水溶液中的吸附情况，结果表明孔结构稳定的MCM-41可以作为一种非常有效的吸附剂。QingdongQin等使用8-氨基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐（APTS）作为功能化试剂对MCM-41进行改性，得到NH3+-MCM-41，研究了对溶液中甲基橙、橙黄Ⅳ、活性艳红X-3B和酸性品红的吸附情况，最大吸附量分别为1.12、1.09、0.34、0.43mmol/g，并考察了pH和阴离子对吸附的影响。实验表明经过氨基功能化的MCM-41对4种阴离子染料具有很高的亲和性。在pH为4.0~8.0的范围内，吸附量并没有发生明显改变；在pH大于8.0的情况下，由于氢氧根基团的增加以及NH3+-MCM-41的结构不稳定性造成吸附量下降。弱酸离子（CO32-、HPO42-）的存在会对染料的吸附产生明显的抑制。对染料进行吸附后，NH3+-MCM-41表面电动势出现了明显的下降，表面静电反应是吸附反应的主要机制，同时也解释了pH和竞争阴离子对吸附产生的影响。QingdongQin课题组实验证明了MCM-41能够在短时间内吸附水溶液中的硝基苯，吸附规律能较好地符合Langmuir方程；而随着pH由1.0增加到11.0，吸附率则由54.3%降至18.1%；离子强度由0.001mol/L增加到0.1mol/L；吸附量由2.12mol/L降低为1.81mol/L。这是因为溶液中存在甲醇和丙酮，由于共溶剂效应影响了其对硝基苯的吸附，而腐植酸的存在对吸附无影响。

　　3、结语

　　介孔分子筛MCM-41具有有序的孔道结构，高比表面积以及较大的孔容，经过改性具备吸附速率快，吸附率高，吸附量大等诸多优点。但在有些方面还需要进一步地研究：（1）保持吸附剂再生之后的吸附效率及吸附剂的稳定性。进行功能化之后的吸附剂在首次吸附表现出优异的性能，但是经过脱附，一些官能团上的附着物没有脱离，造成了官能团失去吸附活性。提高吸附剂重复利用率，增强其在废水环境下的使用寿命，可以降低工艺成本，更容易实现其工业化。（2）现在大部分研究都是针对单一污染物进行吸附处理，工业废水水况要更加复杂，所以应该针对复杂的水质进行研究。随着对MCM-41合成、改性机理不断地研究探索，以及合成制备工艺的逐渐成熟，介孔分子筛MCM-41必将成为工业废水处理重要的固体吸附剂之一。

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