图1. 分子筛微球的合成与应用示意图。
图2. (a) 和 (b) 在不同固化时间和固化温度下的NaA和SOD的XRD图谱。
NaA分子筛是一种具有立方晶体结构的分子筛,具有良好的选择性和吸附性能;SOD分子筛也是一种铝硅酸盐分子筛,具有特殊的三维孔道结构,能够有效筛分小分子物质。这两种微球材料因其独特的结构和性能,在工业和环境应用中非常重要。该研究探究了NaA和SOD分子筛微球对Cu(II)在不同进水流量、不同初始浓度和不同吸附剂用量的条件下对Cu(II)的动态吸附过程的影响:NaA和SOD对Cu(II)的最大吸附容量分别为698.14和523.84mg/g。在模拟的天然湖泊水溶液中,NaA和SOD对Cu(II)的吸附容量分别为202.94和154.97mg/g。
通过XRD、FT-IR、SEM/EDS和XPS等方法,探究了分子筛微球吸附Cu(II)的吸附机理,发现NaA溶液中Na(I)浓度与Cu(II)浓度之比约为1.83,接近理论值2,表明吸附Cu(II)的主要机制是与Na(I)之间的离子交换。此外,Cu(II)也可以与分子筛微球表面的·OH官能团结合形成络合物以去除。吸附后NaA和SOD分子筛微球还可应用于催化有机染料降解,主要是通过吸附和催化的协同作用,分子筛微球比表面积越大则可提供越多催化活性位点,因此催化降解性能更强。
图3. (a) 和 (c) 在不同固化时间下NaA和SOD-动态过程的突破曲线。
(b) 和 (d) 在不同固化温度下NaA和SOD动态过程的突破曲线。
图4. (a) MO,MB,CV和CR的降解效率;(b) BET.(m = 0.05 g, V = 100 mL, C0 = 10 mg/L, V(H2O2) =0.2 mL, t = 24 h)。
该研究实现了在常压低温下制备偏高岭土基地聚物分子筛微球,应用连续固定床处理含Cu(II)废水以回收和再利用铜。所探究的不同地聚物基分子筛的吸附性能和机理,为材料在连续固定床实际应用提供了重要的参考。
本研究由广西大学崔学民教授团队开展。论文的第一作者为李世勇。
作者:Shiyong Li , Qianyi Yang, Quan Ye , Xingfa Deng , Qiaoqiao Su (通讯作者), Xuemin Cui(通讯作者)
单位:广西大学化学与化工学院
论文信息:Performance of
metakaolin-based geopolymer molecular sieve microspheres on dynamic recovery of
Cu (II), Applied Clay Science, Volume 255, July 2024, 107423
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.clay.2024.107423(点击文后“阅读原文”可至全文页面)