二胺基改性有序多孔SBA-15對溶液中Cd~(2+)離子的吸附研究

編號：FTJS03634

篇名：二胺基改性有序多孔SBA-15對溶液中Cd~(2+)離子的吸附研究

作者：張萌； 楊亞提； 秦睿； 王力； 張增強； 李忠宏； 李榮華； 孟昭福

關(guān)鍵詞：胺基改性SBA-15； 吸附； 有序介孔材料； Cd2+； 熱力學(xué)特征；

機構(gòu)： 西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院； 西北農(nóng)林科技大學(xué)理學(xué)院； 西北農(nóng)林科技大學(xué)食品工程學(xué)院；

摘要： 具有高度有序孔道結(jié)構(gòu)的SBA-15是一種廣受關(guān)注的新型吸附材料,為增加其對溶液重金屬離子的吸附性能,選用水熱-后期接枝的合成方法,制備出二胺基改性多孔二氧化硅2N-SBA-15,并用透射電鏡、X射線衍射、氮氣吸附-解吸和紅外光譜等手段對其結(jié)構(gòu)進行了表征.并以其為吸附劑,通過批實驗的方法討論了吸附時間、體系初始pH值、吸附劑用量和溫度等因素對水溶液中Cd2+吸附的影響,同時結(jié)合Zeta電勢和XPS分析對其吸附機制進行了探討.結(jié)果表明,合成的SBA-15具有規(guī)則多孔特征,SBA-15對Cd2+的吸附受體系pH控制;未改性的SBA-15對Cd2+的吸附量較小,胺基改性可以顯著增強SBA-15對Cd2+的吸附能力.在100 mL 25 mg.L-1的Cd2+溶液中,2N-SBA-15的用量在7.5～20 mg之間均能對Cd2+的吸附能力約達95%左右.2N-SBA-15對溶液中Cd2+的吸附很迅速,并在30 min內(nèi)達到吸附平衡;隨著體系溫度從25℃增加到35℃,2N-SBA-15對溶液中Cd2+的吸附率從94.73%增加到98.22%.吸附等溫線可用Langmuir模型描述,在298 K時Cd2+的最大吸附量為0.9 mmol.g-1,0.1 mol.L-1HCl溶液對Cd2+的洗脫率接近93%.結(jié)合pH、溫度、Zeta電勢和XPS分析結(jié)果,可以推測出2N-SBA-15對Cd2+的吸附機制是包含物理吸附、離子交換和絡(luò)合反應(yīng)等的復(fù)雜吸附過程.2N-SBA-15是一種對水體Cd2+具有較好吸附能力的吸附材料.