聚丙烯酰胺/假酸浆复合材料制备及其对刚果红的吸附性能

摘要

为去除染料废水中的刚果红（CR）分子，以假酸浆、聚丙烯酰胺（PAM）和改性石墨为原料，采用冷冻干燥法制备了一种复合材料吸附剂，通过扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和Zeta电位对复合材料进行了表征，研究了pH、加入量、吸附时间、温度和溶液浓度对其吸附CR性能的影响，并利用吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学研究了吸附过程，并分析了重复利用性。材料表征结果表明：所制备复合材料具有较好的空间结构，表面粗糙不均且存在大量活性位点和多种官能团，有明显的褶皱，比表面积较大。吸附实验结果表明：pH是影响复合材料对CR的吸附性能的主要因素，复合材料对CR的吸附性能在酸性和中性溶液中较好，碱性条件下较差；当溶液pH=7时，CR去除率可达89.6%；初始溶液浓度为80 mg/L时，随吸附剂投入量增加，CR去除率由76.5%提高至86.6%；当初始溶液浓度为100 mg/L及复合材料投入量为100 mg时，吸附平衡的时间约为826 min,CR去除率为84.5%；复合材料对CR的吸附属于放热过程，在303～323 K温度范围内，复合材料对CR的吸附性能随温度的增加而降低。吸附动力学分析结果表明，复合材料对CR的吸附符合伪1级动力学模型。等温线分析结果表明，吸附反应更加符合Freundlich等温线模型，吸附过程主要发生在复合材料的非均相吸附位点上，且以化学吸附为主。热力学分析结果表明，复合材料对CR的吸附是自发的放热过程。重复利用性分析研究表明，所制备的复合材料具有良好的重复利用性。所制备复合材料吸附剂对刚果红具有良好的吸附性能，为制备去除染料废水中刚果红的吸附剂提供了参考。

关键词

假酸浆 / 聚丙烯酰胺 / 改性石墨 / 吸附性能 / 刚果红