凹凸棒石@C纳米复合材料对Cr(Ⅵ)吸附-还原作用

摘要：

以凹凸棒石和葡萄糖为原料,通过设置凹凸棒石与葡萄糖不同质量比,采用水热碳化法制备凹凸棒石@C纳米复合材料,并选择出去除Cr(Ⅵ)效果最佳的凹凸棒石@C纳米复合材料.同时,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位仪(Zeta)、X光电子能谱(XPS)手段对复合材料进行了表征,考察了时间和pH对其去除水中Cr(Ⅵ)的影响,探讨了其吸附-还原机制.结果表明,最佳复合材料的凹凸棒石与葡萄糖质量比为1∶4;吸附平衡时间约为6h,动力学过程符合准二级动力学模型.在pH为1～10时,Cr(Ⅵ)去除率随pH升高而减小,pH=1时Cr(Ⅵ)去除率最大,高达92.7％,吸附率为48.5％,还原率为44.2％;而总铬吸附率则随pH升高先增大后减小,pH=2时最大,吸附率为50.2％,还原率为13.0％,表明对Cr(Ⅵ)去除存在吸附-还原作用,酸性越强,越容易发生还原反应.FT-IR分析结果表明,凹凸棒石@C纳米复合材料表面存在含氧基团和还原性基团(Cx—OH、—CH等);XPS分析结果表明其对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-还原相互作用的结果,包括Cr(Ⅵ)在复合材料表面与含氧基团络合配位吸附和静电吸附,以及Cr(Ⅵ)还原Cr(Ⅲ)再吸附,其中,Cr(Ⅲ)再吸附主要通过与Mg2+、A13+等阳离子交换作用实现的.

关键词：凹凸棒石@C纳米复合材料、吸附、还原、Cr(Ⅵ)

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：安徽省高校自然科学研究重点项目No.KJ2010A049,KJ2011A047Supported by the Key University Science Research Project of Anhui ProvinceNo.KJ2010A049,KJ2011A047

在线出版日期：2016-08-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2468-2475