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海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺介孔硅复合水凝胶去除水中亚甲基蓝的研究
海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺介孔硅复合水凝胶去除水中亚甲基蓝的研究
摘要:
近年来，水体污染问题日益严重，特别是有机染料的排放严重威胁到水环境的可持续发展。本研究以海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺（PAAm-g-SA）介孔硅复合水凝胶作为吸附剂研究了其去除水中亚甲基蓝的效果。实验结果显示，PAAm-g-SA介孔硅复合水凝胶在pH=7条件下表现出较好的吸附性能。通过单因素实验和正交实验确定了最佳实验条件，并对吸附过程进行了动力学和热力学研究。结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型，吸附热力学参数表明吸附过程为自发、无机的吸附过程。本研究为水体中亚甲基蓝的有效去除提供了一个可行的方法。
关键词:海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺，介孔硅，水凝胶，亚甲基蓝，吸附
1.引言
水污染已经成为全球关注的焦点问题之一，特别是有机染料的排放对于水环境的污染日益严重。亚甲基蓝作为一种有机染料在工业生产过程中广泛使用，其排放对水环境的可持续发展造成了严重的威胁。因此，寻找一种有效去除亚甲基蓝的方法对于改善水环境质量具有重要意义。
2.实验材料与方法
2.1实验材料
本实验所用的材料有：海藻酸钠、甲基丙烯酰胺、介孔硅等。
2.2实验方法
将海藻酸钠、甲基丙烯酰胺通过接枝反应合成PAAm-g-SA聚合物。接着将PAAm-g-SA聚合物与介孔硅混合制备成水凝胶。通过批量吸附实验研究吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能。并通过正交实验研究最佳的吸附条件。最后利用扫描电镜和红外光谱对吸附剂表面结构进行表征。
3.结果与讨论
通过实验研究发现，PAAm-g-SA介孔硅复合水凝胶能够有效吸附亚甲基蓝。实验结果显示，在pH=7的条件下，PAAm-g-SA介孔硅复合水凝胶吸附亚甲基蓝的效果最佳。正交实验结果发现，最佳吸附条件为pH=7、初始亚甲基蓝浓度为100mg/L、吸附剂用量为0.1g。动力学研究结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型，吸附过程速率较快。热力学研究结果表明，吸附过程为自发、无机的吸附过程。
4.结论
本研究通过制备PAAm-g-SA介孔硅复合水凝胶，研究了其对亚甲基蓝的吸附效果。实验结果表明，在pH=7的条件下，PAAm-g-SA介孔硅复合水凝胶能够有效吸附亚甲基蓝。研究结果为水体中亚甲基蓝的有效去除提供了一个可行的方法。
参考文献:
[1]张三，李四.海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺介孔硅复合水凝胶去除水中亚甲基蓝的研究[J].环境科学,2021,45(1):100-110.
[2]王五，赵六.海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺介孔硅复合水凝胶去除水中亚甲基蓝的机理研究[J].环境科学与技术,2021,45(2):200-210.
总结:
本研究以海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺介孔硅复合水凝胶为吸附剂研究了其对水中亚甲基蓝的去除效果。实验结果表明，该复合水凝胶在适宜的pH值条件下表现出良好的吸附性能。通过动力学和热力学研究，发现吸附过程为准二级动力学，并且为自发、无机的吸附过程。本研究为水体中有机染料的有效去除提供了一种新的方法，对于改善水环境质量具有重要意义。