编号：CYYJ01699
篇名：高分散氮化碳溶胶在重金属离子吸附去除中的应用
作者：张杰阳 安晓强 崔雨琦 兰华春 李艳红
关键词： 氮化碳溶胶 吸附 重金属 吸附机理
机构： 桂林理工大学环境科学与工程学院 清华大学水质与水生态研究中心
摘要： 吸附材料在水中的分散性对于增加其与吸附质间相互作用,实现污染物的高效去除尤为重要.本文基于分子形态易于调控的石墨相氮化碳二维材料,通过简单的化学处理方法制备成高度分散于水中的溶胶吸附剂(M⁃C3N4⁃sol、U⁃C3N4⁃sol),通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、Zeta电位仪(Zeta Potential Analyzer)、比表面积及孔径分布仪(BET)等对其形貌、组成、结构进行了表征.结果表明,氮化碳溶胶呈现纳米级纤维状结构,在水中有着极佳的分散性.相较于原始氮化碳(g⁃C3N4),溶胶吸附剂对多种重金属离子的吸附去除能力得到大幅度提升,尤其是对Pb2+具有较高的吸附选择性.在298 K时,对Pb2+的吸附在1 min内即可达到平衡,快速吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温模型.吸附机理的研究表明,M⁃C3N4⁃sol对Pb2+的吸附是在静电引力、离子交换、氨基的表面络合和阳离子⁃π键的协同作用下完成的.吸附金属离子后,M⁃C3N4⁃sol发生脱稳形成易于实现固液分离的沉淀产物,对其进行稀硝酸脱附再生,吸附容量没有明显降低,表明其良好的循环使用性能.
