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层状氢氧化镁铝的制备及其对染料水溶液脱色性能的研究

徐华伟  
【摘要】:本文以工业级硫酸镁、硫酸铝、氢氧化钠和纯碱为原料,首次使用全混喷射反应器在水热条件下利用大型工业设备,制备出层状氢氧化镁铝功能材料。研究发现这种新型镁系功能材料具有良好的吸附脱色性能。 结果表明:以价格低廉的工业级原料,按一定的配比投料,使用全混喷射反应器,控制pH值在8~9,在大型反应釜中130℃水热晶化24小时,可以制备出结晶度高、杂质含量低、粒度分布均匀的层状氢氧化镁铝。 对制备样品的化学组成、晶体结构、热分解性能、比表面积、粒度分布等进行了表征,结果表明制备的样品具有层状氢氧化镁铝的晶相结构和特征,结晶度高、杂质含量低,分子式为Mg_6Al_2(OH)_(16)CO_3·4H_2O,比表面积为81.4m~2/g,孔容为0.47mL/g,平均粒径为11.1μm。样品中镁铝的摩尔比与投料中镁铝的摩尔比一致。500℃焙烧后样品的比表面积为113m~2/g,孔容为0.85mL/g,比焙烧前都有所增大。层状氢氧化镁铝的失重过程分为两个阶段:在第一失重阶段失去结晶水,失重率为11.6%;在第二失重阶段,层间碳酸根分解放出二氧化碳,层板上的羟基以水的形式脱去,生成氧化镁与尖晶石,失重率为29.8%。与理论计算值基本吻合。 通过研究层状氢氧化镁铝及其500℃焙烧产物对活性染料Cibacron Blue P-TS和酸性染料TECTILON Red F-2G水溶液的脱色性能,发现层状氢氧化镁铝及焙烧层状氢氧化镁铝对这两种染料具有很好的脱色性能,最高脱色率均超过99%。在相同的实验条件下,焙烧层状氢氧化镁铝的脱色率要高于层状氢氧化镁铝的脱色率。 实验结果表明:脱色时间、固体投加量、温度、染料溶液初始浓度及pH值对脱色率均有不同程度的影响;层状氢氧化镁铝及其焙烧产物对活性与酸性染料溶液具有较好的pH缓冲作用。 通过对吸附等温线的研究可知:层状氢氧化镁铝对活性染料Cibacron Blue P-TS和酸性染料TECTILON Red F-2G溶液的脱色符合Langmuir吸附模型,为单分子层吸附。对Cibacron Blue P-TS的饱和吸附量为109.89mg/g;对TECTILON Red F-2G的饱和吸附量为208.33mg/g。


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