文摘

磁性复合聚苯胺和铁制作的3O4水滑石(Pan / MHT)成功地应用了去除甲基橙废水(MO)。锅/ MHT的结构和性能特点是傅里叶变换红外光谱,扫描电镜,x射线衍射,振动样品磁强计和Brunauer-Emmett-Teller吸附等温式。吸附动力学结果表明,吸附过程遵循pseudosecond-order动力学模型( ),莫吸附到锅/ MHT弗伦德里希等温线很好地描述( ),和2盘/ MHT的莫吸附能力得到最高的 。批量吸附实验进行了使用磁复合和初始莫浓度的影响,溶液的pH值、吸附剂用量。结果显示,磁性锅/ MHT表现出钼的高效吸附水溶液作为有机染料的亲和力,微孔结构,适合吸附(15460米的表面积2/ g)。Pan / MHT的超顺磁的行为 , ,和 )帮助可以分开解决方案和执行作为一个经济和替代吸附剂去除和降解偶氮染料废水。锅/ MHT也调查了重用莫在0.1 M盐酸解吸后,结果表明,2盘/ MHT可以重用4周期

1。介绍

染料广泛应用于许多领域,如纺织、化妆品、涂料、造纸、印染、或晒黑的行业。特别是,纺织工业废水含有大量的染料大分子结构包括偶氮是可持续的和难以分解1]。有机染料的存在环境污染问题的主要原因,因为他们是不能生物降解的;因此,一个有效的方法从废水来源需要删除它们。据估计,10 - 15%迷失在废水在染色过程中(2]。如果不及时治疗严格释放到环境之前,他们可以破坏水生生物的生态系统,威胁的自洁能力接收源和人类生活。

近年来,有许多应用治疗如膜过滤、氧化还原、电化学、吸附和生物方法。其中,吸附是广受欢迎的方法,因为它效率和经济。广泛用于删除偶氮染料的吸附剂是活性炭等无机(3- - - - - -6),水滑石(7- - - - - -10],硅藻土[11- - - - - -15和膨润土16- - - - - -19),或有机如壳聚糖、海藻酸、多糖、和高分子材料20.- - - - - -31日)以及混合和复合材料(32- - - - - -39]。然而,最挑战上面的吸附剂吸附容量低和效率。因此,有必要研究和开发新材料具有良好的吸附容量治疗有机染料污染的水来满足经济效率和节约成本。

水滑石(HT)的一般公式 (M2 +:镁、锌、钙、铁、镍…;米3 +:铝、铬、铁…,n−:所以42−、有限公司32−F−,Cl−、有机阴离子、或高分子量聚合物)。高温超导感兴趣的使用消除了许多染料包括密苏里州、苋菜(Am),二胺绿色B (DGB)和亮绿(BG)和酸橙(AO)表面吸附,层间阴离子交换,再构造作用的煅烧HT,阴离子交换(40- - - - - -42]。

虽然聚苯胺(Pan)和HT有较高的吸附能力,已经广泛应用于水处理。最重要的问题是能够恢复和重用它们。过滤是一种简单的方法,也是广泛使用,但它不是那么有效使用磁场和速度。当结合磁粉铁3O4,从HT复合或混合磁性。因此,复合产生一个恒定的悬浮在水溶液中,立即脱离外部环境。另一方面,磁性铁改性水滑石包括调查3O4/ HT纳米复合材料(MHT)可能有潜力巨大光催化和环境修复(43]。

作为一种导电聚合物,聚苯胺(Pan)符合环境的要求处理应用程序作为吸附剂和催化剂根据照片下面的特点:高吸附面积,灵活的能带,稳定−激活状态(44]。潘纳米纤维是一种有效的吸附剂去除的研究甲基橙(MO)和黑色(45,46]。锅也制造纳米管和纳米颗粒,和他们都有高效去除莫和结晶紫以及亚甲蓝(38,47- - - - - -51]。锅中纳米颗粒由于其高吸附容量最高的表面面积1083 m2/ g。除此之外,它是作为一种有效的吸附剂去除结晶紫,与甲基橙的最大吸附容量达到245和220毫克/克,分别。此外,潘作为光催化剂由于其导电性增加质子化作用。氧化反应发生在催化剂表面,分解色素产生的中间化合物,和最终产品有限公司2,所以42−,没有3−,NH4+。因此,快电荷生成和慢电荷复合导致催化活性增强照片。

总之,锅和MHT在偶氮染料的去除效率高。然而,研究吸附盘的应用是有限的,因为锅低表面积吸附效率低。因此,许多研究正在进行组合锅粒子与其他材料来提高吸附容量的各种合成方法。另一种方式,许多报告表明MHT材料一直是适合一个吸附剂。所以,锅和MHT创建一个锅/ MHT混合或复合材料有巨大的潜力,而且它还没有广泛利用吸附,尤其是在废水处理adsorp染料(MO,刚果红,…)。

氢氧化多孔层的结构和离子交换的能力在MHT结合锅将良好的电容性能和高环境可持续性,因为特殊结构导致离子交换,再构造作用,和巨大的表面积,这锅/ MHT可以“陷阱”莫染料分子的结构,恢复莫分子,并去除废水。此外,通过重组能力,Pan / MHT材料可以desorped重用,轻松地恢复了磁铁,节约了成本。

上述Pan / MHT复合的优点,在这篇文章中,我们合成了Pan / MHT复合各种质量的比率 。然后,我们研究吸附动力学和等温线。我们还研究了接触时间的影响,pH值,吸附剂剂量到莫在水中的吸附能力。

2。实验部分

2.1。材料

所有的试剂(锌(没有使用3)2.4H2O,艾尔(没有3)3.9H2O, FeCl3,FeCl2、氢氧化钠、盐酸苯胺、过硫酸铵)是分析纯试剂。甲基橙(MO)是一种偶氮染料,与化学式C14H15N3O3年代,分子量305.35克/摩尔,通常是作为一个指标。在这个工作中,莫被用来模拟工业废水,以评估Pan / MHT的吸附能力。

2.2。制备磁性水滑石(MHT)

MHT薄片通过共沉淀法在菲的存在3O4(图1)。一个精确的0.1 g的铁3O4分散在蒸馏水(10毫升)。锌(没有的混合物3)2.4H2O和艾尔(没有3)3.9H2O与锌2 +/铝3 +摩尔比2.0是在100毫升蒸馏水溶解,然后同时沉淀铁3O4分散。反应溶液的pH值一直在 。然后,共沉淀混合物加热老化在80°C下了24小时。MHT蒸馏水和干中和在60°C 6小时获得布朗MHT粉。


图1
示意图说明MHT的合成步骤。
2.3。制备聚苯胺/ MHT (Pan / MHT)

锅/ mht捏造使用原位氧化聚合(图2)。一个准确数量的0.2 g MHT分散在蒸馏水(40毫升)和酒精的混合物(10毫升)。0.5毫升的渐变80 5%添加到混合物中,然后用在30分钟内获取井−分散胶态悬浮体。所需数量的苯胺盐酸溶解在25毫升的0.1米。完全混合的混合物搅拌1小时在4°C。一个精确的APS ( )在余下的25毫升盐酸溶解,预冷在4°C,持续15分钟。APS的解决方案是下降到反应混合物和完成时,反应是保持在4°C和机械搅拌在500 rpm。聚合后完成了8个小时,然后洗了悬挂的蒸馏水:乙醇(70:30)5倍,在真空干燥机和干50°C 5小时获得复合锅/ MHT深绿色。


图2
锅/ MHT示意图说明合成步骤。
2.4。复合锅/ MHT的表征

傅里叶变换红外(FT−IR)光谱,HT、铁3O4,MHT 0.5锅/ MHT 1锅/ MHT和2盘/ MHT复合材料使用KBr方法得到力量张量27光谱仪,在400−4000厘米−1地区,在2厘米−1高分辨率,32扫描。

−粉末X射线衍射模式的锅,MHT, 0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT复合材料获得使用力量D8推进衍射仪CuKα辐射(5406 A)在室温下的大气压力。数据收集在2θ的范围从5到70°的步骤0.02°,扫描速度1°/分钟。

的结构和形态MHT,锅,锅/ MHT复合材料被扫描电子显微镜(SEM)观察。SEM观察结果进行了使用热科学E−SEM乐器。

MHT的磁性和一系列锅/ MHT分析与振动样本magneparameter (VSM)方法使用一个湖滨Crytotronics设备。

的比表面积和平均孔径锅/ MHT和MHT氮吸附测定t 76 K。埃米特的Brunauer−−出纳(打赌)法相应的计算。

2.5。批处理的研究

吸附实验使用批处理执行平衡技术在水在室温下的解决方案。重复20毫克锅/ MHT样本平衡震动与初始浓度(25毫升的密苏里州的解决方案 )介于5 mg / L和20 mg / L和pH值的影响介于3和10日密苏里州的解决方案,以及吸附剂剂量的影响也进行了研究。接触时间的影响,研究了在15−720分钟,并在120分钟达成平衡。莫在上层清液浓度是衡量紫外线−VIS分光光度计波长对应的最大吸光度莫(460海里),决定使用一个线性回归方程绘制的校准曲线得到的钼的浓度范围。所有批钼的吸附研究进行了使用Jasco V630 UV−VIS分光光度计。

钼的吸附盘/ MHT可以计算从初始浓度之间的差异( )和平衡的( )。吸附是用吸附百分比(%)来表示,计算以下方程:

在哪里 和 代表质量的锅/ mht和悬挂的体积,分别。在这里, 莫吸附的能力在锅/ MHT吸附平衡后(毫克/克)。

2.6。解吸和Pan / MHT的可重用性

潘在可重用性研究中,0.1克/ MHT重复使用。一个吸附过程的吸附是由添加0.1克锅/ MHT密苏里州150毫升20 mg / L和颤抖的24小时平衡吸附。之后,Pan / MHT分开MO的解决方案通过使用磁酒吧,和莫解分析了紫外可见分光光度法确定莫吸附容量。

解吸过程是由分散盘/ MHT以前用于吸附过程在100毫升盐酸1.0促进莫解吸。解吸是执行在大约1小时,然后将锅/ MHT通过使用磁酒吧。莫盐酸浓度也分析了紫外可见分光光度法。重用的周期相同的锅/ MHT样本进行了总共4周期。钼的吸附能力和解吸钼浓度计算每个周期的重用。

3所示。结果与讨论

3.1。表征复合粒子的聚苯胺/ Mag−HT (MHT)
3.1.1。傅里叶变换红外光谱(FT−IR)

MHT的红外特征谱图3显示,1381厘米的强吸收带1分配伸长振动-不3这也是现在MHT的夹层。弱吸附在1640厘米左右1的振动在H -哦2O结构层间连接。在3463厘米宽的频带1是细长的振动的特征-哦组M-OH (Al-OH, Mg-OH, Fe-OH)晶格,并交替层的水:617年,447年,和409厘米吗1由于M-O细长的振动(Al-O Zn-O和Fe-O)。因此,菲3O4成功地结合HT材料制造MHT混合,和英国《金融时报》−红外光谱是一致的与Sulistyaningsih et al。52]。


图3
英国《金融时报》−Fe的红外光谱3O4(MHT) (b)和HT (c)。

红外光谱红外光谱图所示4澄清的性质和MHT平移/ MHT材料之间的相互作用。在红外(MIR)地区,4000年和1800年之间的山峰厘米1长时间振动地区地债券的羟基和胺- h组。MHT的峰值为3447厘米1的拉伸振动-哦,结合表面羟基的结构。吸附峰值低于800厘米1约786厘米1和618厘米1特征为M-O债券(Al-O Zn-O)和峰值约为429厘米吗1是Fe-O分配。


图4
聚苯胺的傅立叶变换红外光谱(a), 2盘/ MHT (b), 1锅/ MHT (c), 0.5 Pan / MHT (d), MHT (e)。

锅具有强烈的吸收在3439,2941,1569,1495,1301,1130,875厘米−1,聚苯胺的鲜绿的形式的证据(53- - - - - -55]。振动在3220厘米左右−1被分配为质子化了的激进阳离子N−H+·,振动在3443厘米左右−1被分配为N−H伸展。特色的乐队在1515厘米−1被分配到两个C = N和C−拉伸的醌型环结构,和乐队在1481厘米吗−1是由于C = C和C−N苯环型的环形结构。所有这些inplane弯曲振动的特征吸收峰。乐队在1301厘米左右−1表示C−N的振动拉伸的苯环型的戒指,和一个在875厘米左右−1是C−H平面弯曲振动parade-substituted苯表明聚苯胺聚合物的形成。此外,强大的乐队在1130厘米−1被指派为C−N = C组附加的醌型环。

3.1.2。x射线衍射

0.5 MHT的XRD、锅、锅/ MHT 1锅/ MHT和2盘/ MHT是以2的范围θ从5°- 70°,光谱图所示5。MHT的XRD谱图3(e)特征峰HT和铁的一些特征峰3O4在 。的特征峰MHT和HT表明都没有的分层结构3−在层间阴离子。此外,在MHT材料,34.6°的峰值出现在HT分为两个subpeaks。第一个峰值较小的衍射角显示了水滑石的顶峰,和第二个稍大的衍射角显示了磁铁矿核心表面沉积相对应的水滑石磁铁矿粒子表面结合HT。XRD衍射光谱MHT材料符合Sulistyaningsih et al。(52]。


图5
聚苯胺的x射线衍射谱(a), 2盘/ MHT (b), 1锅/ MHT (c), 0.5 Pan / MHT (d), MHT (e)。

的结果图显示的特征衍射峰锅 , ,和 。典型的MHT的衍射峰 , ,和 。不同的比率 ,也有不同的典型的MHT的衍射峰 和 。因为锅与MHT的材料,和盘之间的交互和MHT可以影响氢氧化物组MHT表面,影响结构和材料特性。

3.1.3。扫描电镜图像

材料的形态学观察,SEM图像如图6。锅/ MHT形态学观察,锅和MHT的分布比例明显不同。MHT的结构形态是一个多层膜组成的多孔材料,和潘长碳链的结构。MHT的分布对锅当改变锅的质量比是不同的。这个结果是完全一致的结果显著降低−X射线衍射结构分析。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
图6
SEM图像的MHT (a),聚苯胺(b), 0.5锅/ MHT (c), 1锅/ MHT (d), 2盘/ MHT (e)。
3.1.4。振动样品磁强计(VSM)分析

MHT的磁性和一系列锅/ MHT了在室温下用振动样品磁强计,以及MHT的磁化曲线和一系列锅/ MHT如图7。大致相似的磁滞曲线表明,MHT金属相的晶粒尺寸非常小,粒径为纳米级,是超顺磁的材料。因为MHT是混合材料从HT只有1 wt %铁3O4粒子,MHT的超顺磁的特点是低价值的女士和先生 和 ,和 是20.06 Oe。锅是一种导电聚合物,它会帮助增加MHT的铁磁行为。然而,潘是抗磁性,所以当质量比 增加,的值 和 减少的结果表1。这结果是符合Umare等人的声明和Jokar et al。56,57]。这些磁性是足够高,Pan / MHT材料可以通过外部磁铁分离解决方案。


图7
磁化强度与磁场申请MHT (a), 2盘/ MHT (b), 1锅/ MHT (c)和0.5锅/ MHT (d)。
表1
磁参数MHT和Pan / MHT复合材料。

低 值表示锅/ MHT可以很容易地分离解决方案由外部磁场和磁场断开连接后重新分配到解决方案。分离,这将是一个优势,复苏,和重用的吸附剂和催化剂。MHT最低 和 这是 和 。结合锅时, 复合材料的价值减少,但增加的质量比 帮助减少 和 值。特别是, 值0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT , ,和 ,分别。然后, 值0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT , ,和 ,分别。

3.1.5。Bruanauer-Emmett-Teller(打赌)

表面积是众所周知的是重要的吸附性能。虽然MHT的孔隙大小和2盘/ MHT是一样的26.2和24.6,赌注表面MHT和2盘/ MHT计算是2.796米2/ g和15.460米2/ g。2锅/ MHT的更高的表面提供了莫吸附更积极的网站。这个结果符合MHT的形态和Pan / MHT的SEM图像如图8。

(一)
(一)
(b)
(b)
图8
孔隙disstribution氮adsorption-desorption等温线(a)和(b) MHT和2盘/ MHT。
3.2。接触时间和动态吸附的影响
3.2.1之上。接触时间的影响

图9显示效果0.5锅/ MHT的接触时间,1锅/ MHT和2盘/ MHT 100毫升20 mg / L莫解。钼的吸附量迅速增加所有样品在最初的30分钟。然后,吸附量增加且在接下来的30分钟。变得缓慢达到平衡时间120分钟0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和240分钟2盘/ MHT相同的条件。莫吸附平衡时间的差异通过各种吸附剂可以解释为钼离子吸附在吸附剂表面和阴离子交换机制。吸附剂的质量比锅/ MHT越高,越莫可以吸附。这个结果是由于复杂的吸附机制等锅的表面吸附、离子−交换,…,这是符合莫妮卡等人的研究和王et al。58,59]。


图9
接触时间对钼的影响吸附到0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT。

吸附过程的动力学建模提供了一个预测的吸附率和允许合适的速率表达式的确定可能的反应机制的特征。在这项研究中,最常用的模型,在pseudofirst−秩序,在pseudosecond−秩序,和intraparticle扩散模型进行了测试。

Pseudofirst−秩序动力学:线性化的Pseudofirst−阶线性化方程给出 在哪里 和 (毫克/克)莫删除 和平衡。 (最低−1)是平衡pseudofirst-order方程的速率常数。的情节 vs。 如图10 (), 预计 可以确定的斜率和截距情节,分别。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图10
由0.5锅/ MO吸附动力学MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT吸附剂。Pseudofirst−顺序模型(a), pseudosecond−顺序模型(b)、(c)和intraparticle扩散模型。

伪−secondorder动力学:pseudosecond-order方程的线性化形式给出 在哪里 (g / min)(毫克)的平衡速率常数pseudosecond−阶方程。的情节 vs。 如图10 (b), 和 可以确定的斜率和截距情节,分别。

Intraparticle扩散模型:Intraparticle扩散模型假定膜扩散是微不足道的,唯一的速率控制步骤是Intraparticle扩散吸附过程中(60]。因此,吸附量 应该直接成正比 而不是 。给出的模型 在哪里 是intraparticle扩散速率常数(毫克/克敏吗0.5),它可以从的斜率计算线性的情节 vs。 从情节的斜率,可以确定图所示10 (c)。

从不同的应用程序获得的动力学参数模型如表所示2。的pseudosecond−顺序模型最适合描述吸附动力学的莫三锅/ MHT复合材料,基于相关系数( ,0.998和0.999对应0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT, 2盘/ MHT),实验和计算的值 不完全不同。

表2
动力学参数的莫Pan / MHT复合吸附。
3.2.2。在MO吸附pH值的影响

结果从图11显示所有三个材料的吸附效率逐渐降低溶液的pH值,达到最高的效率和最稳定的pH值从3−4、pH值5,生产力和效率开始逐渐减少。这是材料的表面积、羟基的存在(哦−)表面的材料,和质子(氢离子)的交换。这一组既能够给予和接受质子根据溶液的pH值在固体−相联系。表面上接受质子的过程发生在酸环境,而质子转移在碱性环境中发生。


图11
pH值对钼的影响吸附到0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT。
3.3。吸附等温线
3.3.1。密苏里州的密苏里州的初始浓度对吸附的影响

0.5初始浓度的影响在密苏里州吸附到锅/ MHT 1锅/ MHT和2盘/ MHT如图12。一个常数吸附剂剂量的实验进行了20毫克/ 25毫升。钼的吸附容量增加,当增加初始莫浓度。的 2锅/ MHT的值总是高于0.5的盘/ MHT和1锅/ MHT。这可能是由于2盘/ MHT的结构具有高表面积的结果打赌和SEM分析方法。对于固液系统,吸附的平衡是一个重要的理化方面的描述吸附行为。在这部作品中,朗缪尔模型(61年和弗伦德里希62年)等温线评价。不同模型的结果提供吸附的行为机制和吸附剂的表面性质和亲和力。


图12
最初的莫莫吸附到0.5锅/ MHT浓度,1锅/ MHT和2盘/ MHT。

朗缪尔等温线是用来描述固体表面之间的平衡和解决方案,适用于单层吸附到表面有有限数量的相同的网站。朗缪尔模型方程给出 在哪里 (毫克/ g)是最大的单层吸附能力,和 (L /毫克)是朗缪尔常数与结合能有关。的情节 vs。 如图(13日)和的值 和 计算斜率和截距的情节,分别。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图13
吸附等温线的莫锅/ MHT复合材料与朗缪尔等温线模型(a),弗伦德里希等温线模型(b)和Dubinin-Radushkevich等温线模型(c)。

弗伦德里希等温线是一个经验方程,假定adsorprion脸变得异构过程中吸附过程。弗伦德里希模型的线性化形式给出 在哪里 (毫克/克) 弗伦德里希常数与吸附容量和吸附强度,分别。故事情节的日志 与日志 被显示在图13 (b)和的值 和 计算斜率和截距的情节,分别。

所有的相关系数, 值,从朗缪尔和弗伦德里希模型常数计算表中列出3。的 朗缪尔和弗伦德里希模型三种吸附剂高于0.91;所以,莫到锅的吸附/ MHT复合适当的染色分子与单层覆盖了Pan / MHT表面或吸附剂和莫分子之间的相互作用。所有三个 弗伦德里希模型的价值高于Pan / MHT复合材料的发展趋势 朗缪尔模型。特别是, 对应0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT。此外, 三复合值高于2 ( 0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT)表明,莫在Pan / MHT复合不仅是单层吸附表面吸附。莫吸附的机理上锅/ MHT复合表面的吸附或其他类型的交互,如静电作用、离子交换、氢键和范德华力。在所有三个复合材料,2盘/ MHT是最适合弗伦德里希模型和朗缪尔模型。2盘/ MHT的莫吸附能力也是最高的 。

表3
吸附等温线拟合参数对Pan / MO MHT复合材料。

Dubinin-Radushkevich (dr)等温线通常被用来描述一个溶质的吸附等温线系统(图13 (c))。dr等温线还可以帮助确认,吸附过程是化学吸附或物理吸附63年]。dr方程表示如下: 在哪里 是平衡adsorbent-phase吸附物浓度(毫克/克),然后呢 是理论上的饱和容量(毫克/克)。的情节ε2与ln 被显示在图10 (c)和的值β和 计算斜率和截距的情节,分别。β相关的活度系数意味着吸附自由能(摩尔2/ kJ2),ε是polanyipotential(焦每摩尔)。 在哪里 是通用气体常数(8.314 J / mol.K), 是开尔文温度(K), 是被吸附物的平衡水相浓度(毫克/升)。

dr模型主要用于估计的平均自由能吸附(焦每摩尔) 当 ,吸附是物理吸附,当 ,吸附是化学吸收作用[64年]。吸附能的值( )0.5锅/ MHT 1锅/ MHT, 8岁以下和2盘/ MHT焦每摩尔。特别是, 对应0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT。这一结果表明,钼的吸附过程在三种Pan / MHT复合材料是物理吸附。

3.3.2。2锅/ MHT剂量对钼的吸附

结果从图14显示了吸附效率(H %)当使用不同剂量的2盘/ MHT(0.01, 0.02,和0.03 g),显示了吸附效率增加,当增加2盘/ MHT剂量。


图14
在莫吸附到吸附剂剂量效应2盘/ MHT复合。

所有3剂量的2盘/ MHT,莫立即被吸附在2盘/ MHT和30分钟后,吸附效率获得55.39%,63.88%,和65.97%根据使用的0.01,0.02,和0.03 g(2盘/ MHT,分别。然后,吸附效率略有提高,达到平衡后240分钟获得的吸附效率64.43%,68.59%,和77.37%根据使用的0.01,0.02,和0.03 g(2盘/ MHT,分别。这个结果预计由于吸附剂剂量的增加会导致更大的表面积。

密苏里州的傅立叶变换红外光谱,2盘/ MHT和2盘/ MHT吸附后莫图所示(15日)。密苏里州的特点是峰值为2896厘米1对于不对称CH3伸缩振动;峰值为1520厘米1和1421厘米1被分配在飞机C =碳氢键CH弯曲;达到817厘米1是苯环的特征。峰值为1608.32厘米1分配- N = N -,山峰在1201厘米吗1和1121厘米1被指定为c n。峰值为697厘米1,623厘米1,574厘米1被分配的伸缩振动c.s.和高峰在1367厘米吗1分配的伸缩振动S = O。这些特征也存在于锅/ MHT材料吸附后,材料证明莫染料的存在,这结果是符合宣布Harikumar et al。65年]。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图15
密苏里州的傅立叶变换红外光谱(红线),2盘/ MHT(蓝线),和2盘/ MHT吸附后莫(-)(a),扫描电镜的图像2盘/ MHT (b),和2盘/ MHT吸附后莫(c)。

SEM图像2盘/ MHT和2盘/ MHT吸附后莫(数据15 (b)和15 (c))清楚地表明莫前后材料表面吸附。后2盘/ MHT的表面和毛孔吸附覆盖着的莫莫(吸附组件),结果是表面的材料比原来的更均匀。这是意味着吸附后的材料样品几乎填补缺口。

3.4。解吸莫和Pan / MHT的可重用性

另一个参数,它定义了吸附剂的功能材料它的容量是在几个吸附和解吸循环再生和重用。出于这个原因,莫与Pan / MHT的吸附和解吸实验通过使用0.1 HCl溶液作为洗脱液。这洗脱液被选中,是因为在酸性条件下,盘在鲜绿的盐和掺杂H +离子,和莫其阳离子的形式(66年,67年]。因此,由于静电斥力,莫分子将被而眠复合结构。

图16显示了钼的吸附和解吸效率4周期。结果表明,钼的吸附减少到12.86%,14.28%,和9.16%根据使用0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT和2盘/ MHT。0.5锅/ MHT的莫解吸,1锅/ MHT,和2盘/ MHT也减少到21.51%,19.7%,和13.57%,分别。这可能是由于增加的锅在复合结构,增强了吸附和解吸的莫吸附剂。因此,Pan / MHT表面没有问题可以再生。虽然莫完全眠,吸附百分比减少,这种行为是因为由于搅拌锅的损失和材料管理。因此,这种材料可以被重用在多个周期,如果想要再循环系统的耦合。

(一)
(一)
(b)
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(c)
(d)
(d)
图16
莫吸附和解吸周期0.5锅/ MHT (a), 1锅/ MHT (b), 2盘/ MHT (c)和溶液pH值的影响的可重用性2盘/ MHT莫吸附(d)。

结果表明,在低pH值3−4,莫吸附容量(H %)获得80%以上3周期后的重用。当解决方案 ,莫吸附减少,获得60−73%莫去除效率3周期后的重用。这表明莫吸附和解吸性能适合在酸性环境pH值3−4。

3.5。吸附机理

与上面的结果中,吸附的过程,恢复,和莫解吸锅/ MHT被描述为图(17日)。钼的吸附和解吸机制锅/ MHT的组合化学吸附和物理吸附,可以说明数据17 (b)-17 (d)和解释如下:(我)密苏里州在溶液中分子离解成M-SO3- - - - - -M是染色分子的有机组成部分。锅与NH导电聚合物+集团充分与M-SO3骨干- - - - - -。所涉及的静电相互作用是最好莫粒子吸附到锅里。此外,吸附实验研究了Pan / MHT被发现后pseudosecond-order模型表明Pan / MHT的化学吸收作用机制(2)MHT的存在提供了良好的莫因为阴离子可交换吸附。对于这个机制,阴离子与层间盘/ MHT与莫阴离子交换分子在溶液中。这也意味着钼离子将被困到夹层结构,这表明机械盘/ MHT的物理吸附

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图17
吸附和解吸机制的示意图说明莫锅/ MHT。

4所示。结论

MHT材料合成了0.1克铁3O4在共同沉淀过程中添加锌2 +/铝3 +盐的混合物来创建一个磁MHT材料。然后,一系列的锅/ MHT复合材料被成功合成具有不同质量的比率 。锅/ MHT复合材料都是通过分析扫描电镜的方法,英国《金融时报》−IR, XRD,打赌,和特点,然后研究莫吸附。这项研究的重要发现(我)2锅/ MHT是最好的材料具有高表面积(15.46米2Hc / g),高(18.56 Oe)和低(女士 )和先生( )(2)根据莫吸附动力学研究中,所有的0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT,和2盘/ MHT复合材料适合pseudosecond−顺序模型,基于相关系数( 对应0.5锅/ MHT, 1锅/ MHT, 2盘/ MHT),实验和计算的值 不完全不同。2锅/ MHT最高吸附能力研究莫时间接触和pH值的影响的解决方案(3)的 朗缪尔和弗伦德里希模型三种吸附剂高于0.91;所以,莫到锅的吸附/ MHT复合适当的染色分子与单层覆盖了Pan / MHT表面或吸附剂和莫分子之间的相互作用(iv)所有0.5锅/ MHT的吸附能,1锅/ MHT,和2盘/ MHT是0.273,0.277,和0.269焦每摩尔,他们所有的人都低于8焦每摩尔。这一结果表明,钼的吸附过程在三种Pan / MHT复合材料是物理吸附(v)锅/ MHT也调查了重用莫在0.1 M盐酸解吸后,结果表明,2盘/ MHT可以重用4周期 (vi)莫吸附的机理上锅/ MHT复合表面的吸附或其他类型的交互,如静电作用、离子交换、氢键和范德华力

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是由Kurita水和环境基金会(KWEF)奖Kurita海外科研资助2020年格兰特pvn032-k43 [20]。作者感谢化学技术研究所的热烈分析设备支持。