分级多孔 γ-Al2O3空心微球微波水热法制备及其对刚果红的快速吸附

聂龙辉 谭侨 朱玮 魏琪 林志奎

引用本文: 聂龙辉, 谭侨, 朱玮, 魏琪, 林志奎. 分级多孔 γ-Al2O3空心微球微波水热法制备及其对刚果红的快速吸附[J]. 物理化学学报, 2015, 31(9): 1815-1822. doi: 10.3866/PKU.WHXB201507201 shu
Citation:  NIE Long-Hui, TAN Qiao, ZHU Wei, WEI Qi, LIN Zhi-Kui. Fast Adsorption Removal of Con Red on Hierarchically Porous γ-Al2O3 Hollow Microspheres Prepared by Microwave-Assisted Hydrothermal Method[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(9): 1815-1822. doi: 10.3866/PKU.WHXB201507201 shu

分级多孔 γ-Al2O3空心微球微波水热法制备及其对刚果红的快速吸附

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51572074) (51572074)

    湖北省自然科学基金(2011CDB079) (2011CDB079)

    湖北省大学生创新训练项目(201310500017) (201310500017)

    中南民族大学催化与材料科学重点实验室开放基金(CHCL12003)资助 (CHCL12003)

摘要:

以KAl(SO4)2和尿素为前驱体, 通过微波水热法于180 ℃反应20 min, 经600 ℃ 焙烧2 h制得分级多孔γ-Al2O3空心微球. 所制备的样品被用于吸附典型有机染料刚果红(CR)溶液. 结果表明, 制备的γ-Al2O3空心微球直径为0.8-1.0 μm, 厚度约为200 nm. 此γ-Al2O3空心微球具有高的比表面积(243 m2·g-1)和分级大孔-中孔结构,此结构非常有利于液相过程中的质量传递. 微波水热法制备的γ-Al2O3空心微球比水热法制备的γ-Al2O3和商用的γ-Al2O3样品显示出更快和更强的吸附性能. 此样品的吸附数据很好地符合假二级速率方程和Langmuir吸附理论模型. 从Langmuir吸附理论模型计算得到微波水热法制备的γ-Al2O3空心微球的最大吸附量(qmax) 25 ℃时高达 515.4 mg·g-1. 由于具有分等级结构、高比表面积、大的孔容和吸附能力, 微波水热法制备的γ-Al2O3空心微球样品有望成为一种具有很好应用潜力的环境吸附剂.

English

    1. [1]

      (1) Jalil, A. A.; Triwahyono, S.; Adam, S. H.; Rahim, N. D.; Aziz, M. A.; Hairom, N. H.; Razali, N. A.; Abidin, M. A.; Mohamadiah, M. K. J. Hazard. Mater. 2010, 181, 755. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.05.078

      (1) Jalil, A. A.; Triwahyono, S.; Adam, S. H.; Rahim, N. D.; Aziz, M. A.; Hairom, N. H.; Razali, N. A.; Abidin, M. A.; Mohamadiah, M. K. J. Hazard. Mater. 2010, 181, 755. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.05.078

    2. [2]

      (2) Vimonsesa, V.; Lei, S.; Ji, B.; Chowd, C. W. K.; Saint, C. Chem. Eng. J. 2009, 148, 354. doi: 10.1016/j.cej.2008.09.009(2) Vimonsesa, V.; Lei, S.; Ji, B.; Chowd, C. W. K.; Saint, C. Chem. Eng. J. 2009, 148, 354. doi: 10.1016/j.cej.2008.09.009

    3. [3]

      (3) Asencios, Y. J. O.; Sun-Kou, M. R. Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 10002. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.06.063(3) Asencios, Y. J. O.; Sun-Kou, M. R. Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 10002. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.06.063

    4. [4]

      (4) Cai, W. Q.; Yu, J. G.; Jaroniec, M. J. Mater. Chem. 2010, 20, 4587. doi: 10.1039/b924366f(4) Cai, W. Q.; Yu, J. G.; Jaroniec, M. J. Mater. Chem. 2010, 20, 4587. doi: 10.1039/b924366f

    5. [5]

      (5) Xu, J. S.; Zhu, Y. J. J. Colloid Interface Sci. 2012, 385, 58. doi: 10.1016/j.jcis.2012.06.082(5) Xu, J. S.; Zhu, Y. J. J. Colloid Interface Sci. 2012, 385, 58. doi: 10.1016/j.jcis.2012.06.082

    6. [6]

      (6) Fei, J. B.; Cui, Y.; Zhao, J.; Gao, L.; Yang, Y.; Li, J. B. J. Mater. Chem. 2011, 21, 11742. doi: 10.1039/c1jm11950h(6) Fei, J. B.; Cui, Y.; Zhao, J.; Gao, L.; Yang, Y.; Li, J. B. J. Mater. Chem. 2011, 21, 11742. doi: 10.1039/c1jm11950h

    7. [7]

      (7) Yu, C.; Dong, X.; Guo, L.; Li, J.; Qin, F.; Zhang, L. Z.; Shi, J.; Yan, D. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13378. doi: 10.1021/jp8044466(7) Yu, C.; Dong, X.; Guo, L.; Li, J.; Qin, F.; Zhang, L. Z.; Shi, J.; Yan, D. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13378. doi: 10.1021/jp8044466

    8. [8]

      (8) Ai, L.; Zeng, Y.; Jiang, J. Chem. Eng. J. 2014, 235, 331. doi: 10.1016/j.cej.2013.09.046(8) Ai, L.; Zeng, Y.; Jiang, J. Chem. Eng. J. 2014, 235, 331. doi: 10.1016/j.cej.2013.09.046

    9. [9]

      (9) Hu, J.; Song, Z.; Chen, L.; Yang, H.; Li, J.; Richards, R. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 3742. doi: 10.1021/je100274e(9) Hu, J.; Song, Z.; Chen, L.; Yang, H.; Li, J.; Richards, R. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 3742. doi: 10.1021/je100274e

    10. [10]

      (10) Yang, Z.; Wei, J.; Yang, H.; Liu, L.; Liang, H.; Yang, Y. Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 5, 3354.(10) Yang, Z.; Wei, J.; Yang, H.; Liu, L.; Liang, H.; Yang, Y. Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 5, 3354.

    11. [11]

      (11) Ai, L.; Zeng, Y. Chem. Eng. J. 2013, 215-216, 269.(11) Ai, L.; Zeng, Y. Chem. Eng. J. 2013, 215-216, 269.

    12. [12]

      (12) Fei, J.; Cui, Y.; Yan, X.; Qi, W.; Yang, Y.; Wang, K.; He, Q.; Li, J. Adv. Mater. 2008, 20, 452.(12) Fei, J.; Cui, Y.; Yan, X.; Qi, W.; Yang, Y.; Wang, K.; He, Q.; Li, J. Adv. Mater. 2008, 20, 452.

    13. [13]

      (13) Cai, W. Q.; Hu, Y. Z.; Chen, J.; Zhang, G. X.; Xia, T. Cryst. Eng. Commun. 2012, 14, 972. doi: 10.1039/C1CE05975K(13) Cai, W. Q.; Hu, Y. Z.; Chen, J.; Zhang, G. X.; Xia, T. Cryst. Eng. Commun. 2012, 14, 972. doi: 10.1039/C1CE05975K

    14. [14]

      (14) Zhang, C.; Zhang, H.; Du, B.; Hou, R.; Guo, S. J. Colloid Interface Sci. 2012, 368, 97. doi: 10.1016/j.jcis.2011.10.056(14) Zhang, C.; Zhang, H.; Du, B.; Hou, R.; Guo, S. J. Colloid Interface Sci. 2012, 368, 97. doi: 10.1016/j.jcis.2011.10.056

    15. [15]

      (15) Kong, L.; Lu, X.; Bian, X.; Zhang, W.; Wang, C. J. Solid State Chem. 2010, 183, 2421. doi: 10.1016/j.jssc.2010.08.005(15) Kong, L.; Lu, X.; Bian, X.; Zhang, W.; Wang, C. J. Solid State Chem. 2010, 183, 2421. doi: 10.1016/j.jssc.2010.08.005

    16. [16]

      (16) Nie, L. H.; Meng, A. Y.; Yu, J. G.; Jaroniec, M. Scientific Reports 2013, 3, 3215.(16) Nie, L. H.; Meng, A. Y.; Yu, J. G.; Jaroniec, M. Scientific Reports 2013, 3, 3215.

    17. [17]

      (17) Cai, W. Q.; Yu, J. G.; Mann, S. Microporous Mesoporous Mat. 2009, 122, 42. doi: 10.1016/j.micromeso.2009.02.003(17) Cai, W. Q.; Yu, J. G.; Mann, S. Microporous Mesoporous Mat. 2009, 122, 42. doi: 10.1016/j.micromeso.2009.02.003

    18. [18]

      (18) Wu, X. Y.; Zhang, B. Q.; Hu, Z. S. Mater. Lett. 2012, 73, 169. doi: 10.1016/j.matlet.2012.01.050(18) Wu, X. Y.; Zhang, B. Q.; Hu, Z. S. Mater. Lett. 2012, 73, 169. doi: 10.1016/j.matlet.2012.01.050

    19. [19]

      (19) Wu, X. Y.; Wang, D. B.; Hu, Z. S.; Gu, G. H. Mater. Chem. Phys. 2008, 109, 560. doi: 10.1016/j.matchemphys.2008.01.004(19) Wu, X. Y.; Wang, D. B.; Hu, Z. S.; Gu, G. H. Mater. Chem. Phys. 2008, 109, 560. doi: 10.1016/j.matchemphys.2008.01.004

    20. [20]

      (20) Cai, W. Q.; Yu, J. G.; Cheng, B.; Su, B. L.; Jaroniec, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14739. doi: 10.1021/jp904570z(20) Cai, W. Q.; Yu, J. G.; Cheng, B.; Su, B. L.; Jaroniec, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14739. doi: 10.1021/jp904570z

    21. [21]

      (21) Feng, Y.; Zhang, L.; Gu, G. H.; Hu, Z. S. Rare Metal Mat. Eng. 2007, 36, 134.(21) Feng, Y.; Zhang, L.; Gu, G. H.; Hu, Z. S. Rare Metal Mat. Eng. 2007, 36, 134.

    22. [22]

      (22) Ren, T. Z.; Yuan, Z. Y.; Su, B. L. Langmuir 2004, 20, 1531. doi: 10.1021/la0361767(22) Ren, T. Z.; Yuan, Z. Y.; Su, B. L. Langmuir 2004, 20, 1531. doi: 10.1021/la0361767

    23. [23]

      (23) Nie, L.; Deng, K.; Yuan, S.; Zhang, W.; Tan, Q. Mater. Lett. 2014, 132, 369. doi: 10.1016/j.matlet.2014.06.095(23) Nie, L.; Deng, K.; Yuan, S.; Zhang, W.; Tan, Q. Mater. Lett. 2014, 132, 369. doi: 10.1016/j.matlet.2014.06.095

    24. [24]

      (24) Sing, K. S. W.; Everett, D. H.; Haul, R. A. W.; Moscou, L.; Pierotti, R. A.; Rouquerol, J.; Siemieniewska, T. Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603.(24) Sing, K. S. W.; Everett, D. H.; Haul, R. A. W.; Moscou, L.; Pierotti, R. A.; Rouquerol, J.; Siemieniewska, T. Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603.

    25. [25]

      (25) Zhao, X.; Wang, W.; Zhang, Y.; Wu, S.; Li, F.; Liu, J. P. Chem. Eng. J. 2014, 250, 164. doi: 10.1016/j.cej.2014.03.113(25) Zhao, X.; Wang, W.; Zhang, Y.; Wu, S.; Li, F.; Liu, J. P. Chem. Eng. J. 2014, 250, 164. doi: 10.1016/j.cej.2014.03.113

    26. [26]

      (26) Wang, L.; Li, J.; Wang, Y.; Zhao, L.; Jiang, Q. Chem. Eng. J. 2012, 181-182, 72.(26) Wang, L.; Li, J.; Wang, Y.; Zhao, L.; Jiang, Q. Chem. Eng. J. 2012, 181-182, 72.

    27. [27]

      (27) Lan, S.; Guo, N.; Liu, L.; Wu, X.; Li, L.; Gan, S. Appl. Surf. Sci. 2013, 283, 1032. doi: 10.1016/j.apsusc.2013.07.064(27) Lan, S.; Guo, N.; Liu, L.; Wu, X.; Li, L.; Gan, S. Appl. Surf. Sci. 2013, 283, 1032. doi: 10.1016/j.apsusc.2013.07.064

    28. [28]

      (28) Zhang, L.; Lian, J.; Wang, L.; Jiang, J.; Duan, Z.; Zhao, L. Chem. Eng. J. 2014, 241, 384. doi: 10.1016/j.cej.2013.10.071(28) Zhang, L.; Lian, J.; Wang, L.; Jiang, J.; Duan, Z.; Zhao, L. Chem. Eng. J. 2014, 241, 384. doi: 10.1016/j.cej.2013.10.071

    29. [29]

      (29) Lorenc-Grabowska, E.; Gryglewicz, G. Dyes and Pigments 2007, 74, 34. doi: 10.1016/j.dyepig.2006.01.027(29) Lorenc-Grabowska, E.; Gryglewicz, G. Dyes and Pigments 2007, 74, 34. doi: 10.1016/j.dyepig.2006.01.027

    30. [30]

      (30) Du, Q.; Sun, J.; Li, Y.; Yang, X.; Wang, X.; Wang, Z.; Xia, L. Chem. Eng. J. 2014, 245, 99. doi: 10.1016/j.cej.2014.02.006

      (30) Du, Q.; Sun, J.; Li, Y.; Yang, X.; Wang, X.; Wang, Z.; Xia, L. Chem. Eng. J. 2014, 245, 99. doi: 10.1016/j.cej.2014.02.006

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  212
  • 文章访问数:  861
  • HTML全文浏览量:  12
文章相关
  • 发布日期:  2015-09-06
  • 收稿日期:  2015-04-03
  • 网络出版日期:  2015-07-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章