羟基磷灰石-四氧化三铁-沸石复合材料制备及去除水中刚果红研究

采用可溶性磷酸盐、 钙离子、 二价铁离子、 三价铁离子和天然沸石等材料制备了羟基磷灰石-四氧化三铁-沸石（HAP-Fe3O4-沸石）复合材料，对该复合材料进行了表征，并考察了该复合材料对水中刚果红的吸附作用. 结果表明，HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中的刚果红具备良好的吸附能力. 当pH由3增加到4或由7增加到11时，HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的去除能力下降；当pH由4增加到7时，对刚果红的吸附能力基本保持不变. HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的去除率随吸附剂投加量的增加而增加，而对水中刚果红的单位吸附量则随吸附剂投加量的增加而降低. HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的吸附动力学过程可以较好地采用准二级动力学模型加以描述，对刚果红的吸附平衡数据可以采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型加以描述. 根据Langmuir模型确定的最大吸附容量为117 mg·g-1. （pH 7和303 K）. HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的吸附是自发吸热并伴随熵增加的过程. 当pH为7时，HAP-Fe3O4-沸石复合材料吸附水中刚果红的主要机制包括表面配位作用、 氢键作用以及路易斯酸碱反应. 采用热再生的方法可以使吸附刚果红后的HAP-Fe3O4-沸石复合材料得到再生，热再生后的复合材料可以循环使用并且对水中刚果红的吸附性能良好. X射线衍射分析结果表明HAP-Fe3O4-沸石复合材料含Fe3O4，磁滞回线结果表明HAP-Fe3O4-沸石复合材料具备较高的磁饱和强度，复合材料吸附刚果红后可以很容易地通过外加磁场的作用快速地与水溶液分离. 结果表明，HAP-Fe3O4-沸石复合材料适合作为一种吸附剂去除废水中的刚果红