MnOx纳米材料的合成及其在染料废水处理中的应用.pdf

第 34卷 第 4期 西 华 师 范 大 学 学 报 (自然 科 学 版 ) 2013年 12月 Vo1．34 No．4 JournalofChinaWestNormalUniversity(NaturalSciences) Dec．2013 文章编号 ：1673—5072(2013)04-0384—05 MnOx纳米材料的合成及其在染料废水处理中的应用 何 平 ，任铜彦 (1．化学合成与污染控制 四川省重点实验室，西华师范大学化学化一r学院 南充 637009 2．川北医学院化学教研室 南充 637000) 摘 要：利用乙醇还原高锰酸钾制得纳米锰氧化物，借助能谱分析(EDS)和扫描电镜(SEM)对产物的晶相及形貌 进行 了表征 ．并 以锰氧化物为吸附剂 ，研究了其对亚 甲基蓝的动力学、吸附平衡的影响．结果表 明：所制得 的锰氧化 物为无规则状纳米颗粒 ，吸附平衡更符合 Langmuir等温模型，最大吸附量为228．31mg ·g～． 关键词：纳米材料；吸附剂；亚甲基蓝；废水处理 中图分类号 ：0613 文献标识码 ：A 水体的一个非常主要的污染源就是随着染料行业和印染工业 的飞速发展所产生的染料废水．染料废水 的处理一直是困扰人们 的一个难题 ，这是 由于染料废水的成分非常复杂、对氧的需求量较高、颜色多而深 ，物 理化学性质稳定、可生化性差等所致．染料废水常用的处理方法包括絮凝法…、氧化法 、光催化法 、吸附 法 等 ，但这些方法的弊端是 ：适用的浓度范围较窄，例如只适合于高浓度 的有机废水 ，另外 ，这些方法通常 成本很高 ，对于能源的需求较高．因此 ，探索研究新的废水处理方法将显得非常有意义．亚 甲基蓝，又名三水 合氯化 3，7一双 (二甲氨基)吩噻嗪一5一翁 ，是一种典型的芳香族化合物染料 ，其分子成对称分布 ，中部分为 两个苯环与一个 N、s杂环共轭的大 耵体系 ，两个苯环各接一个二 甲氨基 ，其正电荷分布于整个共轭体系 ，故 而性质稳定．近些年，随着纳米技术的蓬勃发展，以纳米材料作为吸附剂引起了人们广泛的研究兴趣 ，这主要 是 由于纳米材料与生俱来的优点如小尺寸、大的比表面积、高的化学活性等 ．研究发现高价态锰氧化物具 有较强的去污能力 ，在废水处理方面应用较多 ．本文以合成 的锰氧化物纳米材料为吸附剂 ，并 以亚甲基蓝 溶液模拟废水，研究了纳米锰氧化物 的吸附脱色性能，为印染工业废水的处理提供了实验依据． 1 实验部分 1．1 仪器与试剂 AE一200型 电子天平 ，梅特勒托利多仪器有限公司；DHG一9101—1SA型电热恒温鼓风干燥箱，上海三 发科学仪器有限公司；JSM一6510LV型扫描电镜，日本JEOL公司；SHZ一82型恒温振荡器 ，常州澳华仪器有 限公司；UV一2550型紫外分光光度计 ，日本岛津． 高锰酸钾 (KMn0)、乙醇 (CH，CHOH)、亚 甲基蓝 (Methyleneblue)均为分析纯，成都科龙化工试剂厂提 供． 1．2 MnOx纳米材料的制备 称取 0．5g高锰酸钾溶于20mL蒸馏水 ，溶解完全后 向其中加入 40mL乙醇 ，于室温下搅拌 5h．将所得沉 淀用蒸馏水离心洗涤数次后于烘箱 中烘干 ，冷却后装样 ，所得样 品即为锰氧化物． 收稿 日期 ：2013—07—25 作者简介 ：何 平 (1979一)，男，陕西长安人 ，西华师范大学化学化工学院讲师，主要从事教学及纳米材料、分子器件 的研 究． 通迅作者：任铜彦(1979一)，女，陕西铜川人，川北医学院助教，主要从事教学及纳米材料的研究． 第 34卷第 4期 何 平 ，等 ：MnOx纳米材料的合成及其在染料废水处理中的应用 385 1．3 吸附实验 称取一定量的MnOx纳米材料加入到一定浓度的亚甲基蓝溶液中，在 SHZ一82型恒温振荡器中进行实验 ， 在一定时间将混合液离心，取上清液用紫外分光光度计在664nm处测定亚甲基蓝的分光度 ，从而决定其浓度． 吸附量的计算公式如下 ： q=(c0一c)V／m (1) 其 中，m(g)是