● 摘要
介孔无机吸附剂具有比表面积较大、热稳定性好、化学稳定性好、机械强度高、再生性能稳定的优点，在废水处理领域展现出较好的应用前景。但目前有关介孔无机吸附剂的研究主要集中于各种介孔无机吸附剂的制备和简单的吸附效果验证，缺少对介孔无机吸附剂吸附规律的总结性研究和吸附机理的解释，也缺少对其再生性能的探究，影响了介孔无机吸附剂的工业化应用。
本研究制备了介孔TiO2和介孔γ-Al2O3吸附剂，并对介孔TiO2和γ-Al2O3吸附剂进行物相、孔结构、显微形貌、Zeta电位表征；根据吸附剂表面性质的不同，分别选用亚甲基蓝和酸性橙7两种染料进行吸附实验，研究了介孔吸附剂对染料的吸附量随pH值的变化，得到不同pH值下介孔吸附剂对染料的吸附等温线，并利用相关的等温吸附模型进行拟合，从微观角度解释介孔吸附剂的吸附性能，最后考察了吸附剂的再生性能。
研究结果表明，利用溶胶-凝胶法制备介孔TiO2吸附剂，以钛酸四异丙酯为原料制备粒子型溶胶，与PVA1799和HPC10000以mTiO2:mPVA:mHPC = 8:2:2混合后，经40 ℃干燥、400 ℃焙烧1 h得到介孔TiO2吸附剂，比表面积为161 m2g-1，比孔容为0.26 cm3g-1，孔隙率为50%，平均孔径为6.4 nm且孔径均匀，主要为锐钛矿相结构，有少量板钛矿相，等电点为5.3。介孔TiO2吸附剂对亚甲基蓝染料的吸附在3 h内达到平衡。在碱性条件下，随着pH值的增大，介孔TiO2吸附剂对亚甲基蓝的吸附量增大。介孔TiO2吸附剂对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir单分子层均匀吸附模型，在pH=10时，介孔TiO2对亚甲基蓝染料的饱和吸附量达到115 mg/g，吸附过程体现为物理吸附。
以商业化产品拟薄水铝石SB粉为原料，经550 ℃焙烧2 h制得介孔γ-Al2O3吸附剂，比表面积为230 m2g-1，比孔容为0.48 cm3g-1，孔隙率为65%，平均孔径7 nm，具有单一γ-Al2O3相结构，等电点为8.7。介孔γ-Al2O3吸附剂对酸性橙7染料的吸附在3 h内达到平衡。在酸性条件下，随着pH值的减小，介孔γ-Al2O3吸附剂对酸性橙7的吸附量增大。介孔γ-Al2O3吸附剂对酸性橙7的吸附符合Freundlich非均匀吸附模型，在pH=5时，介孔γ-Al2O3对酸性橙7的最大吸附量达到167 mg/g，吸附过程体现为物理吸附。
用酸溶液处理吸附了亚甲基蓝的TiO2吸附剂和用碱溶液处理吸附了酸性橙7的γ-Al2O3吸附剂来进行吸附剂的脱附再生。随着吸附-脱附循环次数的增加，虽然脱附后的介孔TiO2吸附剂和介孔γ-Al2O3吸附剂的染料残留量略有增加，但介孔TiO2吸附剂和介孔γ-Al2O3吸附剂的三次脱附率均在90%以上。