MCGA的制备及其吸附有机染料的性能与机理研究

以工业固体废弃物煤矸石(CG)为原料,通过ZnCl_(2)改性法将其制备成改性煤矸石吸附剂(MCGA),并用于水体中甲基橙(MO)、孔雀石绿(MG)的吸附。研究不同制备条件对MCGA溶液中MO和MG吸附性能的影响,以确定MCGA的最佳制备条件,并在此最佳制备条件下,研究不同投加量、pH以及染料种类对吸附的影响。采用比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和Zeta电位分析对MCGA进行表征,分析MCGA的理化特性及其对MO和MG的吸附动力学、吸附等温线及作用机制。研究结果表明:MCGA的最佳制备条件是CG和ZnCl_(2)质量比为2꞉1,煅烧温度为600℃,煅烧时间为2 h;对MO和MG吸附效果最佳的MCGA比表面积大,以狭缝中孔结构为主,表面含有多种官能团。MO和MG的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich方程,MO和MG主要吸附于MCGA的中孔中,其在MCGA上的吸附以化学吸附为主,物理吸附为辅,包括MCGA表面官能团与染料分子间的氢键、阳离子—π、π—π作用以及MCGA与染料分子之间的静电作用。