氧化鎂基吸附材料的成型與性能分析

何濤

摘 要 在中國，鎂礦的資源極其豐富，并且含有氧化鎂基的各類礦物的用途也十分廣泛，涉獵的范圍也極廣，如：醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事和環(huán)保等領(lǐng)域。這些礦物大部分都有無機(jī)材料的親水性質(zhì)，并且其比表面積以及酸堿活性中心也較大，常被用來作吸附材料以脫除各種不需要的物質(zhì)，并且在發(fā)展過程中不斷為研究者帶來驚喜。但是氧化鎂基仍存在一些不足，其顆粒較小、流動性相對較強(qiáng)，進(jìn)而造成機(jī)械性能較差，吸附完成后的回收和置換過程都需要進(jìn)行過濾，手段稍繁雜，過濾過程中易堵塞篩網(wǎng)或者造成吸附劑損失，不僅浪費(fèi)材料，而且不利于工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)。若吸附材料能夠成型，不僅有利于回收和循環(huán)，減少材料的損失，并且可以在固定床上操作。因此，氧化鎂基吸附成型的研究具有重要的實(shí)用價值。

關(guān)鍵詞 氯化鎂基 吸附材料 成型 性能分析

中圖分類號：TB321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

十大常用的有色金屬之一便是鎂，在地殼中，其占比高達(dá)2.1%-2.7%，在金屬元素中僅次于鋁、鐵、鈣。我國的鎂礦石也可謂類型全、分布廣，占到世界總儲量的20%以上，我國具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢來發(fā)展鎂工業(yè)。

1氧化鎂基吸附材料的制備

1.1擠出成型法

材料送入料筒后，在螺桿的旋轉(zhuǎn)中通過螺桿表面和料筒內(nèi)壁的摩擦和剪切作用將材料輸送到加料段，在輸送期間，松散的固體材料被壓實(shí)；處于壓縮段時，螺槽變淺進(jìn)一步壓實(shí)材料；在均化段，材料被均勻、定量擠出；最后經(jīng)過定型得到成品。

該生產(chǎn)方式具有高效率、高連續(xù)性、操作簡易并且應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

1.2共混法

制備有機(jī)-無機(jī)膜吸附材料的最簡便最常用的方法就是共混法，其組分的濃度易控，并且適用于各類形態(tài)的無機(jī)物。其中，溶膠-聚合物法是先水解無機(jī)物，在化作凝膠狀態(tài)后與聚合物混合并凝膠化成膜；溶液共混法在有機(jī)溶劑中將有機(jī)聚合物充分溶解，并將其與氧化鎂基吸附材料通過適合的方式混合，然后潔凈的玻璃板上流延成膜后在凝固浴中除去溶劑成膜。

利用共混法已經(jīng)可以制備得到各種氣體或重金屬離子等的吸附膜，結(jié)果表明，該方法得到的吸附材料既能夠保持無機(jī)物原本良好的力學(xué)、耐熱和耐溶劑性能，又兼有機(jī)物的易加工、易成型的性能。

2吸附性能分析

吸附實(shí)驗(yàn)的第一步是在不同溫度下，精準(zhǔn)的稱取適量且相同質(zhì)量的已成型的氧化鎂基吸附材料于一組100ml的玻璃燒瓶中，分別在燒瓶中加入一定體積的、已知的污染物濃度的氟離子、亞甲基藍(lán)、生物柴油或需要測試的溶液；第二步，充分振蕩吸附后，按照國際規(guī)定的研究方法測定吸附后溶液中殘余的污染物濃度。其吸附量是起始前溶液的體積與起始前溶液的濃度和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后污染物的濃度的差值的乘積再比上成型氧化鎂基吸附材料的質(zhì)量來表示，脫除率則可以用起始前溶液的濃度與吸附后污染物的濃度的差值待吸附溶液初始濃度的比值來表示。

2.1吸附時間的影響

重復(fù)上述振蕩前的步驟，完成后，在恒溫下震蕩，期間分別在不同的時間提取樣本測定污染物濃度，并計算不同吸附時間所對應(yīng)的污染物吸附率和脫除率。

2.2初始濃度的影響

在第一步中，在燒瓶中分別加入一定體積的不同污染物濃度的溶液，在恒溫下振蕩直至吸附完成，并分別提取樣本測定污染物濃度，并計算不同污染物的初始濃度所對應(yīng)的污染物吸附量和脫除率。

2.3吸附劑質(zhì)量的影響

仍然是重復(fù)第一步，很穩(wěn)下振蕩到完成吸附，分別取樣測定污染物濃度，并計算添加不同質(zhì)量的吸附劑所對應(yīng)的污染物吸附量和脫除率。

2.4初始溶液pH值的影響

一定溫度下，將項(xiàng)同質(zhì)量的成型氧化鎂基吸附材料分別放置至一組100ml的玻璃燒瓶中，分別加入一定體積、一定濃度的污染物溶液，利用或者調(diào)節(jié)溶液不同的初始pH值，在恒溫下振蕩到吸附完成，分別提取樣品測定污染物濃度，并計算不同的pH值的污染物對應(yīng)的吸附量和脫除率。

2.5吸附溫度的影響

重復(fù)吸附試驗(yàn)的第一步，將同體積、同濃度的污染物溶液放入燒瓶后，在不同溫度下振蕩玻璃燒瓶，直至吸附完成，分別提取小樣測定污染物濃度，并計算在不同溫度下，其對應(yīng)的吸附量和脫除率。

3結(jié)語

在自然界中，氧化鎂基吸附材料不僅易得且廉價，此外，氧化鎂基吸附材料對于水體中的氟離子和生物柴油中的游離脂肪酸等具有良好的吸附性能。成膜后的材料吸附性能明顯比顆粒狀態(tài)吸附材料更加優(yōu)秀，解決了顆粒吸附劑的難回收、易堵塞、高度分散等缺陷，成膜的吸附材料可以用于固定床。兩種成型方式的制備工藝都較為簡單，可以投入實(shí)際生產(chǎn)并根據(jù)實(shí)際需求任意成型，極大程度上降低了成本和操作，具有非常實(shí)用的發(fā)展前景和環(huán)保價值。但仍需進(jìn)一步研究其在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，并要進(jìn)一步研究對其他不同種類的污染物的吸附原理，方便我們研究和設(shè)計更加有針對性的吸附材料。

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