六方水钠锰矿对罗丹明B的去除效果及机理

摘要

六方水钠锰矿作为环境中一种具有较强氧化与吸附能力的氧化锰矿物,对环境中的有机染料有着一定的去除作用.采用常压回流法一步合成纳米六方水钠锰矿,运用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES)、BET氮气吸附法、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对其矿物晶体结构、化学组成、比表面积、孔径分布和微观形貌进行表征,选用罗丹明(RB)作为目标有机染料,研究反应条件对纳米六方水钠锰矿对RB的去除效果的影响(包括pH值、六方水钠锰矿浓度、染料浓度和温度).进而研究六方水钠锰矿对RB的去除机制,通过在反应后的溶液中加入盐酸羟胺,使矿物溶解,吸附在矿物上的染料重新释放到溶液中,以区分吸附去除率和氧化去除率.结果表明,降低反应pH、增加六方水钠锰矿浓度、减小染料浓度以及提高温度均有利于六方水钠锰矿对罗丹明B(RB)的去除.其中影响最大的pH,反应体系pH为2.87时,RB的去除率达到99.9％,而pH为10.29时,RB的去除率仅为8.33％.通过去除机制实验结果表明,在pH为4.5时,RB的氧化去除率是36.3％,吸附去除率为4.6％,六方水钠锰矿去除RB以氧化去除为主.纳米六方水钠锰矿材料的重复利用效果很好,重复使用3次去除率,RB的去除率仅从90.6％降至85.9％.合成的纳米六方水钠锰矿有着很好的去除有机染料的效果,并且有一定的重复利用性,机制的研究也有利于提升对有机染料的去除效果.