介孔纳米γ-Al<,2>O<,3>的制备及吸附性能研究

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分别以十二烷基苯磺酸钠(DBS)、溴化十六烷基三甲铵(CTAB)及吐温-80(TW-80)为模板剂,硝酸铝为铝源,采用溶胶-凝胶法合成了介孔纳米γ-Al2O3。用TG-DSC,TEM,XRD,IR和N2吸附一脱附对样品进行了表征,考察了合成过程中模板剂种类、用量、陈化时间、煅烧温度及保温时间等条件对合成产物的物相、显微结构以及孔结构等的影响。利用原子吸收、分光光度法对其吸附性能进行检测,探讨了以溴化十六烷基三甲铵(CTAB)为模板剂合成的介孔纳米γ-Al2O3在不同条件下的吸附性能。实验发现采用DBS、CTAB和TW—80三种不同模板剂合成的前驱体经550℃煅烧、陈化48h、保温3h所得产物均为具有孔道结构的介孔纳米γ-Al2O3。粉体比表面积在219.6-551.8m2/g之间;平均孔径在5.45nm-6.68 nm之间;孔容在0.31 cm3/g-0.922cm3/g之间:孔径分布在2-16nm范围(集中分布在2-10nm)。其中以CTAB为模板剂合成的介孔纳米γ-Al2O3在结构上表现出以下不同:合成的介孔纳米γ-Al2O3孔道排列规则、致密,孔径分布明显变窄(集中分布在6.24-8.87nm),比表面积明显增大,达到551.8m2/g。实验中还发现模板剂的用量、陈化时间、煅烧温度及保温时间对晶粒度、二次粒度有一定影响。实验表明:以溴化十六烷基三甲铵(CTAB)为模板剂合成的介孔纳米γ-Al2O3在pH较宽的范围内对水体中不同磷酸根离子有较好吸附,在pH为5.5时吸附量最大;pH分别在5-6.5,8-9,2.5-9时对重金属银及其配合物的吸附量较大;pH值在6-7范围对稀土金属离子La3+吸附量较大;pH在4-7范围内对稀土金属离子Ce4+的吸附量较大。通过调整pH值使介孔纳米γ-Al2O3再生。介孔纳米γ-Al2O3对以上离子的吸附速率均较快,吸附达到的平衡所需时间较短,温度对它们基本无影响。
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