CoFe2O4吸附孔雀石綠的研究

1、不同影響因素對rGO/CoFe2O4吸附孔雀石綠的研究摘要：本文采用膜分散技術(shù)結(jié)合水熱法制備了石墨烯/CoFe2O4納米復合材料，考察了不同吸附條件下rGO/CoFe2O4納米復合材料對孔雀石綠模擬廢水的吸附效果，并利用紫外可見分光光度計測量吸附后孔雀石綠模擬廢水的吸光度。結(jié)果說明，rGO/CoFe2O4對于MG的吸附能力優(yōu)于單一納米CoFe2O4粒子，吸附效果明顯，最大吸附容量達104.67mg/g，并且吸附后具有良好的磁別離功能。關(guān)鍵詞：石墨烯；CoFe2O4；孔雀石綠；吸附中圖分類號：TB33文獻標識碼：A文章編號：1672-3791202110c-0000-00孔雀石綠Malachit

2、eGreen，MG是一種常用的工業(yè)性人工合成的有機染料，主要用于紡織行業(yè)、造紙行業(yè)、食品染色劑，同時又是治理魚類真菌感染的殺菌劑。但孔雀石綠又是一種有毒的三苯甲烷類化學物，有致癌和中毒等副作用【1】。因此，處理含有孔雀石綠的廢水一直是人們研究的熱點【2】。去除孔雀石綠常用的方法有絮凝【3】、化學氧化【4】、膜別離【5】、吸附等6，7。目前，最常用的廢水處理方法是吸附別離法，此方法具有操作簡單、材料來源廣、吸附效果好等優(yōu)點，但也會存在一些缺點，如吸附劑處理廢水后，不易與廢水別離，造成二次污染。所以，本文以預(yù)先制備的rGO/CoFe2O4納米復合材料8作為吸附劑，進行孔雀石綠模擬廢水的脫色處理，考

3、察了rGO/CoFe2O4納米復合材料對MG染料廢水吸附過程的最正確復合比例、最優(yōu)pH值、最正確投加量以及吸附平衡時間，以期為探索去除廢水中的MG有機染料提供穩(wěn)定而又有效的處理方法。1材料和方法1.1實驗試劑及儀器實驗試劑：氯化鐵，氯化鈷，氫氧化鈉，石墨烯，孔雀石綠。實驗儀器：恒溫磁力攪拌器HJ-4A，精密酸度計PHS-2C，電熱恒溫水浴鍋DK-S22型、紫外可見分光光度計UV752型。1.2吸附實驗移取30.00mL一定濃度的孔雀石綠置于100mL錐形瓶中，用NaOH溶液和鹽酸調(diào)節(jié)pH值，參加一定量的自制rGO/CoFe2O4吸附劑，攪拌反應(yīng)一定時間后，用磁座將rGO/CoFe2O4與溶液別

4、離，移液管移取1ml上層清液，用除鹽水稀釋于50mL比色管中，用紫外可見分光光度計測定吸光度，并計算濃度。吸附劑的吸附量和去除率通過以下公式計算：qt=C0-CtV/m，R%=C0-Ct/C0×100%式中：qtt時刻吸附量mg/g；C0吸附前孔雀石綠濃度mg/L；Ct吸附t時刻孔雀石綠濃度mg/L；V溶液的體積mL；R%孔雀石綠去除率；m參加的吸附劑質(zhì)量g。2結(jié)果與討論2.1rGO/CoFe2O4的復合比例對MG去除率的影響基于石墨烯大的比外表積、較強的吸附性能和納米CoFe2O4粒子的磁性能，將二者進行復合，勢必尋求二者最正確實驗比例，既能發(fā)揮石墨烯與納米CoFe2O4粒子的最優(yōu)

5、吸附性能，又可以使復合材料兼具一定的磁別離功能。不同復合比例下孔雀石綠的去除率分別為55.18%，59.85%，70.92%，79.41%，86.96%，88.13%。相比于單一CoFe2O4納米粉體，隨著GO含量的不斷增加，rGO/CoFe2O4納米復合材料對于MG的去除率均有所提高，說明與石墨烯復合后，復合材料的吸附性能大幅度增強。當二者復合比例為10：7、10：9時，對于MG的去除率變化不大，基于節(jié)約本錢的角度出發(fā)，我們選擇CoFe2O4/GO復合比例為10：8，作為后面的單因素實驗的吸附劑。2.2pH對MG去除率的影響如圖2-1，隨著pH值的增大，rGO/CoFe2O4吸附孔雀石綠的去

6、除率在逐漸上升。在pH為2時，吸附效果很差，當pH值從2增加到6時，吸附劑對MG的去除率從57.36%增加到85.34%，說明酸性環(huán)境對吸附影響較大，這是因為孔雀石綠為陽離子型染料，rGO/CoFe2O4外表由于rGO的存在而顯電負性，較多的H+與之發(fā)生競爭吸附，導致MG的去除率較低。pH在610范圍內(nèi)到達較好吸附水平，對MG的去除率到達88.16%，并且變化不大。因此，我們選擇較中性的條件下即PH在7左右作為吸附實驗的理想PH值。2.3rGO/CoFe2O4的投加量對MG去除率的影響吸附劑的用量對MG的去除率影響較大，從MG染料的去除效果與經(jīng)濟性兩方面來綜合考慮。如圖2-2所示，隨著rGO/

7、CoFe2O4吸附劑的參加量逐漸增大，對MG染料廢水的去除率逐漸升高，從70.12%增加99.2%，當吸附劑投加量為4g/L時，去除率趨于平緩，到達吸附平衡。MG去除率的增加，是因為吸附劑隨著用量的增加，增大了吸附劑的吸附外表，同時也增多了其與染料廢水的吸附結(jié)合位點，致使MG的去除率上升。因此，綜合考慮來看，我們選擇rGO/CoFe2O4吸附劑的最正確投加量為4g/L，作為后續(xù)單因素實驗的吸附劑用量。2.4吸附時間對MG去除率的影響吸附時間的長短是衡量吸附劑優(yōu)劣的一個重要指標，染料的吸附從開始到吸附平衡需要一定的時間。本組實驗考察了吸附時間對rGO/CoFe2O4去除MG過程的影響，以MG的去

8、除率作為考察指標。隨著時間的逐漸延長，吸附逐漸趨于飽和。整個實驗的吸附時間為150min，但在120min到140min之間時，去除率接近98%，說明吸附趨于平衡。在最初的60min內(nèi)，MG的去除率迅速增大，說明在這段時間內(nèi)吸附速率較大，這是因為吸附開始時，染料MG與吸附劑外表的活性位點較多，致使MG分子迅速與吸附劑外表活性吸附位點相結(jié)合，致使吸附速迅速提高。但在60min后，吸附變得緩慢，這是因為隨著更多的吸附位點被MG染料分子所占據(jù)，致使吸附速率逐漸降低。在吸附時間到達120min后，MG的去除率到達最大，吸附趨于平衡階段，平衡時間選為120min。2.5孔雀石綠的初始濃度隨著MG初始濃度

9、的不斷增加，吸附量逐漸上升。當濃度為300mg/L時，rGO/CoFe2O4對于MG廢水的最大吸附量到達104.67mg/g。在一定程度下，吸附量的大小取決于MG染料的濃度，即濃度越大吸附量越大。但MG濃度增大到300mg/L時，隨著初始濃度的繼續(xù)增加，吸附劑對MG吸附量的增加速度呈減小的趨勢，最終到達穩(wěn)定狀態(tài)，說明吸附趨于飽和。3結(jié)論利用rGO/CoFe2O4納米復合材料作為吸附劑，進行了孔雀石綠染料廢水的吸附實驗研究。其對MG染料廢水的吸附具有較快的吸附速率，120min左右到達吸附平衡，且具有較大的吸附容量，可達104.67mg/g。由于與納米CoFe2O4的復合，使得其具有良好的磁別離

10、功能，在很大程度上減小了吸附劑與染料廢水的別離難度。通過實驗確定了rGO/CoFe2O4納米復合材料對MG染料廢水吸附的最正確復合比例、最優(yōu)pH值、最正確投加量以及吸附平衡時間。參考文獻【1】王邃，陳丹峰，郭智勇，等.孔雀石綠的污染治理及樣品中殘留物的別離檢測方法.水生態(tài)學雜志，2021，24：146150【2】何麗華，沈國順，鄒偉，等.孔雀石綠及其危害.特養(yǎng)與水產(chǎn)，2021，275：4548【3】郭沛涌，賴通.化學混凝法去除制革廢水懸浮物的研究.工業(yè)水處理，2021，291：2022【4】張麗宏.化學氧化法處理染料廢水的研究進展.河北化工，2021，3010：7071【5】K.V.Kumar，V.Ramamurthi，S.Sivanesan.Modelingthemechanisminvolvedduringthesorptionofmethyleneblueontoflyash.JournalofColloidandInterfaceScience，2021，2841：1421【6】張輝，徐