磁性介孔碳的制备表征及其在甲基橙吸附去除研究中的应用(2)
在工业技术高速发展的今天，有机合成染料在很多领域中被广泛应用。现如今每年有超过60 万吨的染料被排放到环境中，其中 80 %以上是偶氮染料，染料进入水体后会形成染料废水[3]，偶氮染料废水属于难降解废水，传统的处理方法很难使其达标。偶氮染料处理难点在于：COD 浓度高、色度大、成分复杂以及投资大。甲基橙是具有典型偶氮结构的染料之一，甲基橙染料排放会使生态环境受到严重影响，对阳光有较强的吸收能力，易阻碍水体生长，降低水体透光率，对生态系统造成恶劣影响[4]，人们接触甲基橙废水后可引起皮肤发炎、过敏、致癌等。因此，如何有效治理甲基橙染料废水已成为环境领域研究的热点之一。 目前，去除甲基橙染料的主要方法有物理、化学方、生物。化学法包括氧化法、化学絮凝法、电化学法等，化学法的去除效果好，工艺成熟、操作简单，但是其成本过高、容易引起二次污染。生物法是利用微生物在生长过成中产生的各种酶来催化降解染料废水中的染料物质。物理法包括膜分离发、辐射法、吸附法等。物理法具有吸附效果好，操作简便等优点，但是物理方法一般成本高，材料不能再生。吸附法具有处理速度快、效率高、易操作、不会引起二次污染等优势[5]。然而一般的吸附材料很难满足其所有优点， 因此不断研究新型复合功能材料是吸附法的关键。现常用的吸附材料主要有碳物质，如木材[6]、焦炭[7]等；天然矿物吸附材料，如沸石[8]、硅藻土[9]等；天然高分子材料，如壳聚糖[10]、纤文素[11]、单宁[12]、木质素[13]；工业废弃物，如粉煤灰[14]、木屑[15]等；合成高分子材料[16]；高分子纳米复合材料[17]；磁性材料[18]等。1990 年韩国科学家 Ryoo等首次以蔗糖为碳前驱物，MCM-48 为模板合成了具有三文结构的介孔碳 CMK-1[19]。磁性介孔碳材料是介孔碳的一种，其主要是在普通介孔碳材料上引入磁性纳米粒子，从而拓宽其应用范围。磁性介孔材料具有比表面积大、吸附容量大且可以通过外加磁场进行快速磁分离的特点，使之在染料废水的处理中得到了广泛的应用。 本课题提出以壳聚糖作为碳源，Fe(NO3)3•9H2O 为前驱体，采用水热法合成磁性介孔材料，该材料不仅对甲基橙有良好的吸附作用，还可进行快速磁分离。考察了 pH，超声时间，甲基橙初始浓度对吸附容量的影响，同时研究了动力学和热力学，了解了材料的吸附机理。
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