| 壳聚糖改性磁性碳基吸附剂的制备及其对水中Cr(Ⅲ)-EDTA的吸附机理 |
| Chitosan Modified Magnetic Carbon-Based Adsorbent: Preparation and Adsorption Mechanism for Cr(Ⅲ)-EDTA in Water |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 王家宏 | 陕西科技大学环境科学与工程学院, 西安 710021
陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室, 西安 710021 | wangjiahong@sust.edu.cn | | 陈瑶 | 陕西科技大学环境科学与工程学院, 西安 710021
陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室, 西安 710021 | | | 刘宁 | 陕西科技大学环境科学与工程学院, 西安 710021
陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室, 西安 710021 | | | 孙彤彤 | 陕西科技大学环境科学与工程学院, 西安 710021
陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室, 西安 710021 | | | Atif Saleem | 陕西科技大学环境科学与工程学院, 西安 710021
陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室, 西安 710021 | |
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| 摘要: 利用二茂铁制备磁性碳基材料（Fe3O4@C），通过壳聚糖（CS）功能化，制备CS改性Fe3O4@C复合吸附材料（Fe3O4@C-CS）。利用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、振动样品磁强计（VSM）、热重分析（TGA）和X射线光电子能谱（XPS）等对Fe3O4@C-CS表征分析，并通过改变浓度、温度、时间、pH和阳离子等条件系统研究对水中已配位的三价铬（Cr（Ⅲ）-EDTA）的吸附性能。结果表明Fe3O4@C已经成功被CS功能化，在pH=4.0、反应温度25℃、投加量0.4 g·L-1时，吸附等温线符合Langmuir模型，理论最大吸附量为12.63 mg·g-1，吸附动力学符合拟二级动力学模型，吸附行为是自发进行的吸热过程。结合吸附实验结果和XPS表征分析，静电吸附和配位作用是Fe3O4@C-CS吸附剂去除水中Cr（Ⅲ）-EDTA的主要机制。4次吸附-脱附循环后，Fe3O4@C-CS对水中Cr（Ⅲ）-EDTA仍具有较高的吸附效率。 |
| 关键词: 壳聚糖 磁性碳基吸附剂 Cr(Ⅲ)-EDTA 吸附 阳离子 动力学 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.21677092）和陕西省教育厅专项（No.15JK1095）资助。 |
| Abstract: The magnetic carbon-based material (Fe3O4@C) was prepared by using ferrocene, and chitosan (CS) modified Fe3O4@C composite adsorbent (Fe3O4@C-CS) was prepared. The characterization of Fe3O4@C-CS by nfrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetometer (VSM), thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the adsorption performance for Cr (Ⅲ)-EDTA in water was systematically studied by initial concentrations, adsorption temperature, time, solution pH and cations. The results show that Fe3O4@C has been successfully functionalized by CS. Adsorption isotherm was in accordance with the Langmuir model and the theoretical maximum adsorption capacity was 12.63 mg·g-1 at 25℃, pH=4.0 and dosage of 0.4 g·L-1. The adsorption kinetics can be fitted well with the pseudo-second kinetic model, and adsorption behavior is a spontaneous endothermic process. Based on the XPS analysis and adsorption experiments, the electrostatic interaction and surface complexation was the main mechanism of Cr(Ⅲ)-EDTA adsorption on Fe3O4@CCS adsorbent. After four adsorption and desorption cycles, Fe3O4@C-CS still had high adsorption efficiency for Cr(Ⅲ)EDTA in water. |
| Keywords: chitosan magnetic carbon-based adsorbent Cr(Ⅲ)-EDTA adsorption cations kinetics |
| 投稿时间：2019-10-30 修订日期：2020-03-06 |
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| 王家宏,陈瑶,刘宁,孙彤彤,Atif Saleem.壳聚糖改性磁性碳基吸附剂的制备及其对水中Cr(Ⅲ)-EDTA的吸附机理[J].无机化学学报,2020,36(7):1249-1258. |
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