褐煤具有含氧官能团丰富、无序化碳结构多、孔隙结构发达等这些特点,使其制备褐煤基吸附材料具有重要的意义,金属改性可显著提高吸附材料吸附性能。王健等^[1]将镁盐负载到活性炭中焙烧,制备载镁活性炭来处理混合废水,发现载镁活性炭比未载镁活性炭化学需氧量去除率提升了12.7%,总磷去除率提升了17.5%。Wei等^[2]将铁元素负载在活性炭上,有效提高了改性活性炭对铬的吸附,其铬去除率几乎为未改性活性炭的三倍。因此金属改性制备吸附材料是解决吸附性能的有效方法之一。本文研究了阴离子镁盐改性褐煤基吸附材料的制备及其吸附亚甲基蓝性能。脱矿胜利褐煤(SL⁺)负载2%阴离子镁盐(MgSO₄、MgCl₂、Mg(NO₃)₂)后在300℃下进行焙烧制备褐煤基吸附材料。图1为不同阴离子镁盐改性脱矿褐煤对亚甲基蓝的吸附量。从图1中可以看出Mg(NO₃)₂改性的SL⁺对亚甲基蓝的吸附性能最好,达到43.67mg/g,MgCl₂次之,MgSO₄几乎没有变化,与样品SL⁺-300相比,其吸附量仅仅提升了1.24mg/g。为了探究这种现象,利用FTIR与XPS分别对其结构进行表征。从图2(a)中可以看出,相对于SL⁺-300,SL⁺-MgSO₄在1843 cm^-1、1771 cm^-1处的吸收峰强度没有明显变化,而SL⁺-MgCl₂,SL⁺-Mg(NO₃)₂在1843cm^-1、1771 cm^-1处没有峰,说明将这两种镁盐添加到脱矿褐煤中Mg²⁺与褐煤中酸酐分子的-COO-结合形成-COOMg结构导致的结果(在1843cm^-1处为酸酐分子中两个C=O的不对称偶合振动吸收峰,1771 cm^-1处为酸酐分子中两个C=O的对称偶合振动吸收峰)。且SL⁺-MgCl₂、SL⁺-Mg(NO₃)₂在1384 cm^-1左右有羧酸盐吸收峰,更加证实了-COOMg结构的形成。结合XPS测试分析结果图2(b)中可以看出MgCl₂、Mg(NO₃)₂的Mg 1s的峰位置在1306.09 eV处,将MgCl₂、Mg(NO₃)₂添加到褐煤中制备吸附材料后,吸附材料SL+-MgCl₂、SL⁺-Mg(NO₃)₂中的Mg 1s的峰位置均移动到1304.79eV,对比文献可知与-COOMg中Mg 1s结合能相近[3],此结果与图2(a) FTIR分析结果一致。而SL⁺-MgS04中的Mg 1s的峰位置相对于MgS04中的Mg 1s的峰位置几乎没有变化。结合图1不同镁盐改性吸附材料对亚甲基蓝吸附性能的影响,可以认为SL⁺-MgCl₂、SL⁺-Mg(NO₃)₂中Mg以-COOMg形式存在,是褐煤基吸附材料吸附亚甲基蓝的活性中心,这可能也是镁改性褐煤基吸附材料对亚甲基蓝吸附性能提高的主要原因。亚甲基蓝是阳离子染料,NO₃-是氧化剂,处理褐煤会增加其表面含氧酸性官能团的数量[4],而Cl-是还原剂,进而解释了Mg(NO₃)₂改性制备的褐煤基吸附材料对亚甲基蓝的吸附性能优于MgCl₂的改性效果的原因。