二硫化钼基复合材料的制备及吸附性能研究

来源 :上海工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hong2007quan
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有机染料是纺织污水的重要组成部分,纺织污水具有排放量大、成分复杂以及毒性大等特点,不仅对生态环境构成了严重的威胁,而且对人们的身体健康也造成了严重的影响,从根本上解决染料废水的问题迫在眉睫。因此,从印染废水中有效去除有机染料是非常必要的。吸附法具有高效、经济和易操作等特点,且吸附材料的种类多样,被广泛应用于印染废水的处理。优良吸附剂是决定染料吸附效果的基本条件,寻找经济、高效和性能稳定的吸附材料对纺织污水的净化工作至关重要。二硫化钼作为一种2D片状新型材料,储量丰富,合成方法众多,理化性能优异,但是单一的二硫化钼纳米材料存在易团聚的问题,不利于其优良性能的应用。本文采用简单的三步法,以纳米棒状的Mo O3为前驱体,通过溶胶凝胶或原位聚合的方法在其上负载一层TiO2和聚吡咯(PPy)层,再经过硫化反应将二硫化钼纳米片均匀分布在TiO2和PPy层上,有效抑制了二硫化钼的团聚,制备了一维空心管状微米结构和高比表面积的二硫化钼基复合材料。对材料的形貌结构、元素组成等进行了分析,并将其应用于有机染料的去除研究,展现出了优异的吸附性能。具体研究结果如下:(1)分别合成单体TiO2空管、MoS2纳米片和TiO2@MoS2复合材料,并将其应用于罗丹明B(Rh B)的吸附研究。TiO2@MoS2复合材料为空心管状微米结构,分散性好、比表面积高(83.61 m2/g)。同单体材料相比,TiO2@MoS2复合材料对Rh B的吸附具有明显的优势。TiO2@MoS2对Rh B的吸附过程符合朗格缪尔等温线,最大吸附量达93.55 mg·g-1,显示出良好的吸附效果。吸附进程与拟二级动力学方程式更相符,化学吸附为限速步骤。Rh B通过化学作用吸附在复合材料上,其吸附机制以化学吸附为主。(2)分别合成单一PPy空管、MoS2纳米片和PPy@MoS2,将其应用于去除水溶液中酸性染料刚果红(CR)、甲基橙(MO)和碱性染料亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(Rh B)的研究。PPy@MoS2复合材料同为一维空心管状结构,分散性好、比表面积高(31.30 m2/g)。同单一材料相比,PPy@MoS2复合材料对阴阳离子染料的吸附效果具有明显的优势。PPy@MoS2对MB的吸附过程属于朗格缪尔等温线,最大吸附量达127.04 mg·g-1。PPy@MoS2对CR的吸附过程符合弗罗因德利希经验等温线,平衡吸附量可达598.73 mg·g-1,该复合材料对MB和CR均具有优良的吸附性能。MB通过化学作用吸附在复合材料上,而对CR的吸附则是以氢键相互作用为主。
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