果膠改性硅膠的制備及其吸附性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著紡織、印刷等印染工業(yè)的快速發(fā)展，染料污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，因此，開(kāi)展印染廢水治理工作尤為迫切。吸附法具有處理效果好、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣等特點(diǎn)，從而被廣泛應(yīng)用到污染物分離過(guò)程中。硅膠是常用的吸附材料，在污染物處理方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。然而，目前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的硅膠粒徑大且分散不均勻，對(duì)有機(jī)污染物的吸附性能不理想，限制了硅膠作為吸附劑在污染治理方面的應(yīng)用。果膠是一類(lèi)廣泛存在于植物中的以α-1,4-糖苷鍵鏈接的D-半乳糖醛酸酸性雜

2、多糖，分子內(nèi)含有大量的羧基、羥基等活性基團(tuán)，較多研究將果膠應(yīng)用于吸附水中重金屬等污染物，鮮有研究將果膠應(yīng)用于堿性陽(yáng)離子染料的吸附。
　　本文制備了一種新型果膠改性硅膠復(fù)合材料，研究了果膠改性硅膠復(fù)合材料對(duì)堿性陽(yáng)離子染料的吸附性能。果膠改性硅膠，既利用果膠分子與陽(yáng)離子作用的活性位點(diǎn)，又提高了果膠的機(jī)械穩(wěn)定性及作用面積，同時(shí)改進(jìn)硅膠的吸附性能。實(shí)驗(yàn)從廢棄的柚子皮中提取果膠，利用果膠對(duì)自制多孔硅膠微球進(jìn)行表面改性，得到一種新型的復(fù)合材料

3、——P-硅膠，研究了材料的制備條件及吸附性能的影響因素，并將其應(yīng)用到水中亞甲基藍(lán)堿性染料的吸附分離中。主要內(nèi)容包括：
　　(1)采用化學(xué)沉淀法，以硅酸鈉和氯化銨為原料，在添加表面活性劑的情況下，制備多孔硅膠微球，通過(guò)傅立葉紅外光譜和正置熒光顯微鏡對(duì)材料進(jìn)行表征，研究了硅酸鈉濃度、表面活性劑種類(lèi)、表面活性劑濃度、分散劑無(wú)水乙醇用量等因素對(duì)所制備的多孔硅膠微球吸附性能的影響。研究表明，當(dāng)氯化銨濃度1.0 mol/L，硅酸鈉濃度0.5

4、mol/L，表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）濃度0.1 mol/L，分散劑無(wú)水乙醇用量5％時(shí)，制備出的多孔硅膠微球?qū)喖谆{(lán)的去除率最好，最大去除率可達(dá)51%。
　　（2）以廢棄的柚子皮為原料，采用酸提取法提取果膠，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定了果膠的最佳提取條件為：提取溫度95°C,pH值1.5，料液比1:15，提取時(shí)間60 min，果膠提取率可達(dá)5%以上。通過(guò)酸堿滴定法測(cè)得所提取的果膠的酯化度（DE）為67.1%，并且通過(guò)傅立葉

5、紅外光譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。
　?。?）用果膠改性多孔硅膠微球表面，制備出果膠改性硅膠復(fù)合材料P-硅膠，通過(guò)傅立葉紅外光譜對(duì)P-硅膠進(jìn)行表征，并利用紫外分光光度法研究了P-硅膠對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能?？疾炝嗽贤都恿繉?duì)所制備的P-硅膠吸附性能的影響并比較了以自制硅膠和商品薄層硅膠HG為原料所制備的P-硅膠的吸附性能。結(jié)果表明，硅膠經(jīng)過(guò)果膠改性后，其對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附容量由30.35 mg·g-1增加到41.33 mg·g-1，吸附性能明

6、顯提高。當(dāng)果膠與硅膠質(zhì)量比為1:2時(shí)，制備的P-硅膠對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能較好，以自制硅膠為原料制備的P-硅膠的吸附性能優(yōu)于以硅膠HG為原料制備的P-硅膠。
　　（4）研究了 P-硅膠吸附亞甲基藍(lán)的最佳吸附條件，考察了 pH值、吸附劑P-硅膠用量、吸附時(shí)間、溫度、亞甲基藍(lán)的初始質(zhì)量濃度等因素對(duì)P-硅膠吸附性能的影響。考察了不同洗脫劑（去離子水、無(wú)水乙醇、鹽酸）對(duì)P-硅膠重復(fù)利用的影響。P-硅膠對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附容量隨著pH、溫度的升高

7、而增大，堿性條件下有利于P-硅膠對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附，結(jié)果顯示：當(dāng)pH=7，P-硅膠用量為5 mg，亞甲基藍(lán)初始質(zhì)量濃度為12 mg·L-1,吸附時(shí)間120 min，吸附溫度為50°C時(shí)，制備出的 P-硅膠對(duì)亞甲基藍(lán)染料溶液的吸附容量最大可達(dá)57.75 mg·g-1。動(dòng)力學(xué)研究表明P-硅膠對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附行為符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，P-硅膠吸附亞甲基藍(lán)的過(guò)程以化學(xué)吸附為主。吸附等溫線(xiàn)研究顯示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合更符合 Langmuir吸附等溫模型。