氧化石墨烯-三氯化鐵復(fù)合改性沸石的制備及其吸附性能研究.pdf

1、工業(yè)化進(jìn)程的飛速發(fā)展，引起我國飲用水水源微污染程度日益加深。傳統(tǒng)的水處理工藝能力有限，強(qiáng)化常規(guī)工藝日益受到人們的青睞。過濾是傳統(tǒng)水處理技術(shù)的最后一道屏障。以改性濾料替換傳統(tǒng)濾料對微污染水質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)化過濾，能顯著提高常規(guī)工藝的微污染水處理效果。因此，研發(fā)一種新型改性濾料是本文的主要研究內(nèi)容。
　　以天然沸石(ROZ)為載體濾料，以氧化石墨烯（GO）和氯化鐵（FeCl3）為改性劑，改變FeCl3與ROZ的投加比、GO與FeCl3改性沸石

2、的投加比、煅燒溫度、煅燒時(shí)間等參數(shù)，以改性劑負(fù)載量和負(fù)載率及腐殖酸去除率為評價(jià)指標(biāo)，制備GO-FeCl3復(fù)合改性沸石（Composite Modified Natural Zeolite coated with Graphene Oxide and Ferric Chloride，GOFMZ），探討GOFMZ的最佳制備條件及其對腐殖酸(HA)、Cu2+和甲基橙(MO)的吸附特性。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，GOFMZ的最佳制備條件為：第一

3、階（FeCl3對ROZ改性）：FeCl3（2mol?L-1）/ROZ的投加比C1=0.125ml?g-1，煅燒溫度T1=290℃，煅燒時(shí)間t1=2.5h；第二階段（GO對FeCl3改性沸石進(jìn)行表面改性）：GO與FeCl3改性沸石的投加比C2=10ug?g-1，煅燒溫度T2=190℃，煅燒時(shí)間t2=1.5h。
　　在最佳制備工藝條件下，GOFMZ表面改性劑負(fù)載率和負(fù)載量分別為95.38％和958.39ug?g-1，GOFMZ和ROZ

4、對HA去除率分別為97.01%和16.2%（是ROZ的5.9倍），證明FeCl3和GO對沸石的復(fù)合改性效果顯著。
　　GOFMZ比ROZ表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且比表面積明顯增大，比表面積達(dá)11.7852m2·g-1（是ROZ的2.785倍）；GOFMZ表面元素占總質(zhì)量百分比分別為：C∶17.604%、O∶44.881%、Al∶5.485%、Si∶27.392%、Fe∶4.637%，其中，GOFMZ表面C、Fe元素分別來源于GO和FeCl

5、3改性劑，增加了GOFMZ表面的正電性和吸附活性位點(diǎn)。GOFMZ在1619cm-1處和1724cm-1處出現(xiàn)了和GO一致的官能團(tuán)(C=C、C=O)峰值，在2θ=10.5°處出現(xiàn)與GO標(biāo)準(zhǔn)圖譜一致的強(qiáng)度峰。
　　在酸性和堿性條件下，GOFMZ對HA和Cu2+的去除率均低于80%。在pH=7條件下，HA濃度在2mg/L～25mg/L范圍內(nèi),GOFMZ對HA去除率皆在70%以上；Cu2+濃度在2mg/L～10mg/L范圍內(nèi)，GOFMZ對

6、Cu2+去除率皆在80%以上；其中，HA和Cu2+濃度分別為2mg/L時(shí)，HA和Cu2+的去除率分別達(dá)到97.5%和88.5%。
　　GOFMZ對HA、Cu2+和MO的吸附過程均能用Langmuir和Freundlich吸附等溫吸附特征方程進(jìn)行描述，其相關(guān)系數(shù)分別為：R2Freundlich(0.9766)>R2Langmuir(0.9494)、R2Freundich(0.9133)

7、eundich(0.9405)　　GOFMZ對HA、Cu2+和MO的吸附速率方程均符合準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)吸附方程，分別為：y=16.385x+124.35、