鈷氮碳/碳納米管的制備及染料吸附性能

編號：NMJS08321

篇名：鈷氮碳/碳納米管的制備及染料吸附性能

作者：王劍南 賀鑫 黎聲鵬 陳迪 廖丹葵 童張法

關鍵詞： ZIF-67 多孔碳 碳納米管 有機大分子染料 吸附

機構(gòu)： 廣西大學化學化工學院 廣西碳酸鈣產(chǎn)業(yè)化工程院

摘要： 為了解決沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)基碳材料比表面積和孔體積較小、氮含量較低、孔徑分布不集中的問題,以微米級ZIF-67為模板,引入聚多巴胺(PDA)和三聚氰胺(MA)為共同碳氮前驅(qū)體以提升氮摻雜量和調(diào)節(jié)孔結(jié)構(gòu),在氫氣和氬氣的氛圍中,利用ZIF-67中鈷的自催化作用,經(jīng)800℃高溫一步碳化制備得到鈷氮摻雜的中空立方形多孔碳/碳納米管(Co/N-HCPC/CNTs)。結(jié)果表明,Co/N-HCPC/CNTs的比表面積、孔體積和氮摻雜量分別為723.2 m2×g-1、1.873 cm3×g-1和4.06%;孔徑集中分布在1~30 nm,在3.8 nm處有最高分布,介孔對比表面積和孔體積的貢獻率達89.7%和98.39%。Co/N-HCPC/CNTs表面存在較多的含氮含氧官能團,C原子、N原子與Co原子形成配位鍵,使Co/N-HCPC/CNTs具有較多的吸附活性位點;鈷納米顆粒被碳氮層包裹或封裝在碳納米管中,使材料具有穩(wěn)定的磁性,易于實現(xiàn)固液分離。Co/N-HCPC/CNTs對剛果紅(CR)和孔雀石綠(MG)的最高吸附量為361.7 mg×g-1和1332.6 mg×g-1,吸附過程符合準二級動力學模型和Freundlich等溫吸附模型。