| 化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石及对亚甲基蓝的吸附机理 |
| High Expansion Rate Expanded Vermiculite: Preparation by Chemical-Microwave Method and the Adsorption Mechanism of Methylene Blue |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 解颜岩 | 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 绵阳 621010
西南科技大学矿物材料及应用研究所, 绵阳 621010
西南科技大学四川省非金属矿粉体改性与高质化利用技术工程实验室, 绵阳 621010 | | | 孙红娟 | 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 绵阳 621010
西南科技大学矿物材料及应用研究所, 绵阳 621010
西南科技大学四川省非金属矿粉体改性与高质化利用技术工程实验室, 绵阳 621010 | sunhongjuan@swust.edu.cn | | 彭同江 | 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 绵阳 621010
西南科技大学矿物材料及应用研究所, 绵阳 621010
西南科技大学四川省非金属矿粉体改性与高质化利用技术工程实验室, 绵阳 621010
西南科技大学分析测试中心, 绵阳 621010 | | | 罗利明 | 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 绵阳 621010
西南科技大学矿物材料及应用研究所, 绵阳 621010
西南科技大学四川省非金属矿粉体改性与高质化利用技术工程实验室, 绵阳 621010 | | | 田景斐 | 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 绵阳 621010
西南科技大学矿物材料及应用研究所, 绵阳 621010
西南科技大学四川省非金属矿粉体改性与高质化利用技术工程实验室, 绵阳 621010 | | | 秦亚婷 | 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 绵阳 621010
西南科技大学矿物材料及应用研究所, 绵阳 621010
西南科技大学四川省非金属矿粉体改性与高质化利用技术工程实验室, 绵阳 621010 | |
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| 摘要: 基于工业蛭石优异的热膨胀性及阳离子交换性，利用化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石（HEV），采用对比分析法对亚甲基蓝（MB）的吸附性能进行了研究。结果表明，HEV膨胀率高（膨胀率K=60倍），比表面积大（80 m2·g-1），孔径主要分布在2~5 nm之间，仍保持蛭石、水金云母和金云母的物相结构，阳离子交换容量由原样的0.835 mmol·g-1增加到1.005 mmol·g-1。HEV对MB的吸附容量受MB初始浓度、吸附时间、溶液pH和吸附温度影响。当MB溶液初始浓度为300 mg·L-1、吸附时间为240 min、溶液pH值为9、吸附温度为298 K时，吸附量为419.87 mg·g-1，远高于蛭石原矿。吸附过程符合Langmuir模型与准二级动力学模型，为单分子层吸附和吸附势垒较低的自发无序吸热反应过程。HEV具有优异的阳离子交换性和吸附性，是一种具有开发价值的高效低成本吸附剂。 |
| 关键词: 工业蛭石 微波 膨胀蛭石 吸附 亚甲基蓝 |
| 基金项目: 四川省教育厅创新团队项目（No.14TD0012）、国家重点研发项目（No.2018YFC1802902）和西南科技大学研究生创新基金资助项目（No.18ycx043）资助 |
| Abstract: In order to improve the application efficiency of vermiculite and broaden its application field, high expansion rate expanded vermiculite (HEV) was prepared by chemical-microwave method based on the excellent thermal expansion and cation exchange properties of industrial vermiculite and the adsorption properties of methylene blue (MB) were studied by comparative analysis. The experimental results showed that the HEV has a high expansion rate (K=60 times), large specific surface area (80 m2·g-1), and the pore diameter was mainly distributed between 2 and 5 nm. The crystalline formof vermiculite, hydrophlogopite and phlogopite were still maintained, and the cation exchange capacity increased to 1.005 mmol·g-1 from the original 0.835 mmol·g-1. The adsorption capacity of HEV was influenced by the initial concentration of MB, adsorption time, solution pH and adsorption temperature. When the initial concentration of MB solution was 300 mg·L-1, the adsorption time was 240 min, the pH value was 9, the adsorption temperature was 298 K, and the adsorption capacity was 419.87 mg·g-1, much higher than the original vermiculite ore. The adsorption process conforms to the Langmuir model and the pseudo-second order kinetic model, and is a spontaneous and disordered endothermic reaction process with single molecular layer adsorption and low adsorption barrier. Removal of HEV effect on MB has surpassed that of some natural minerals as well as commercial-grade activated carbon, indicating that HEV is an efficient, low-cost cationic dye waste water adsorbent. |
| Keywords: industrial vermiculite microwave expanded vermiculite adsorption methylene blue |
| 投稿时间：2019-07-07 修订日期：2019-10-16 |
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| 解颜岩,孙红娟,彭同江,罗利明,田景斐,秦亚婷.化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石及对亚甲基蓝的吸附机理[J].无机化学学报,2020,36(1):113-122. |
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