磁性纖蛇紋石納米管的有機(jī)功能化及其對(duì)重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、本文制備了巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管，研究了其微觀形貌結(jié)構(gòu)及對(duì)Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的吸附性能，并探討了其吸附機(jī)理。
　　掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅立葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、氮?dú)馕?脫附、光電子能譜(XPS)和磁滯等溫線(VSM)表征結(jié)果表明，合成的材料的物相為纖蛇紋石，具有納米尺寸和管狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑為5-15nm，外徑為15-50nm;巰基官能團(tuán)成功地接枝到了磁性纖

2、蛇紋石納米管的表面;巰基功能化前后的磁性纖蛇紋石納米管飽和磁化強(qiáng)度分別為14.14emu/g和14.08emu/g，說(shuō)明巰基改性過(guò)程沒(méi)有減小磁性纖蛇紋石納米管的磁強(qiáng)度，并能通過(guò)永久磁鐵使其從水溶液中快速分離出來(lái)。
　　以巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管為吸附劑，采用靜態(tài)吸附法研究了其對(duì)Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的吸附性能，考察了振蕩時(shí)間、pH、吸附劑濃度及溫度等因素對(duì)巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管的吸附性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:

3、(1)與擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型相比，巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管對(duì)Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的吸附更符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型;(2)巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管對(duì)Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的吸附受pH的影響較大，在低pH時(shí)，巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管對(duì)重金屬離子的吸附率較低，隨著pH的增大，去除率逐漸增大直至達(dá)到100％;其吸附機(jī)理為:低pH時(shí)主要是離子交換或外層的表面絡(luò)合，高pH時(shí)主要是表面沉淀。(3)用Langmuir和Fr

4、eundlich模型對(duì)吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果顯示Langmuir模型比Freundlich模型更適合Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)在巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管上的吸附，且在298 K時(shí)，巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管對(duì)Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的吸附通過(guò)Langmuir模型擬合得到的最大吸附容量分別為33.98、34.93、13.36mg/g;(4)吸附熱力學(xué)數(shù)據(jù)(⊿G0、⊿H0、⊿S0)表明，巰基功能化磁性纖蛇紋石納米

5、管對(duì)Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的吸附過(guò)程為自發(fā)的吸熱過(guò)程;(5)巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管的吸附性能較巰基改性前的材料有明顯提高;(6)在三種重金屬離子共存的溶液中，巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管對(duì)重金屬離子Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)具有選擇吸附性，且吸附選擇性大小為Co(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)＞Cd(Ⅱ);(7)與常用的吸附材料相比，本實(shí)驗(yàn)所制備的巰基功能化磁性纖蛇紋石納米管不僅具有較優(yōu)異的吸附性能和良好的重復(fù)使用性，而且還