活性氧化铝及其对铜离子的吸附性能表征

活性氧化铝是一种具有多孔性的固体物料，有很大的比外表积，是具有高吸附性能的固体材料。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，它的氧化物组成主要为：SiO2、Al2O3、Fe O、Fe2O3等 。利用粉煤灰制备活性氧化铝既可以做到废物利用，又可生产出高附加值得吸附产品，对环境保护和工业发展都有重要意义。 以粉煤灰为铝（Al）源，采用酸碱联合法制备活性氧化铝，以表面活性剂为改性剂,通过有机物和无机物之间自组装作用对其进行改性，对改性前后产物物相组成、形貌、孔隙度、孔径、比表面积进行 X射线物相分析，扫描电子显微镜形貌分析，BET 法比表面测定等表征；并比较地研究了改性前、后活性氧化铝对重金属离子废水中铜离子的吸附性能特征，探讨了吸附机理。采用粉煤灰与纯碱混合—中温烧结—浸入硫酸—过滤—煅烧的工艺制备出纯活性氧化铝。结果表明，优化工艺条件为初始纯碱与粉煤灰的质量比例：0.90:1、烧结时间为 4 小时（h），氢氧化铝的煅烧温度为 400℃、煅烧时间为 5 小时（h），所得产物的比表面积为 357.057m2/g孔容为 0.35cm3/g，平均孔径为 4.317nm。在优化工艺条件下，分别用三种不同的改性剂（十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚乙烯亚胺（PEI）、羧酸钠）对上述活性氧化铝改性。经三种不同的改性剂改性后的产物均为纯活性氧化铝，其比表面积、孔容和平均孔径分别为：369.701 m2/g，0.37cm3/g，4.265nm（CTAB）；371.942  m2/g，0.36  cm3/g，4.197nm（PEI）；365.721m2/g，0.40cm3/g，4.287nm（羧酸钠）。结果表明，三种改性剂在不同程度上均提高了产物的比表面积、孔容和平均孔径，其中经 PEI 改性的活性氧化铝比表面积增加最明显。 通过改性前后的活性氧化铝吸附重金属液中铜离子的吸附试验，在控制吸附时间，废水模拟液初始浓度，p H 值等条件下对其吸附性能进行表征，结果表明，改性前的活性氧化铝吸附的最佳的 p H 值和吸附率分别为 5 和 68.79％，利用不同改性剂改性后活性氧化铝吸附化的 p H 值和吸附率分别为：CTAB 改性的为5 和 75.43％，PEI 改性的为 3 和 77.02％，羧酸钠改性的为 3 和 76.22％，经三种改性剂改性，不同程度上均提高产物对重离子废水中铜离子的吸附率。其中 PEI改性效果最佳，在其最佳 p H 条件下，对重金属废水中铜离子吸附率达到 77.02％。

 关键词：活性氧化铝，活性氧化铝球，氧化铝填料球