活性氮化硼的制备、表征及其对重金属离子的吸附特性研究

摘要：

重金属离子是工业废水中的重要污染物,常规吸附剂吸附量低、吸附速度慢.对此,本文将吸附量大、吸附速度快的活性氮化硼(A-BN)吸附剂引入重金属污染领域,采用三聚氰胺(C3H6N6)和硼酸(H3BO3)作为前驱体,以摩尔比例 1∶2 混合,制备了比表面积为 944.526 m2/g、介孔孔体积为 0.324 cm3/g的A-BN材料,并探究了废水中Cu2+、Pb2+和Cd2+的相互作用以及A-BN的吸附行为机理.结果表明:①在单一体系中,A-BN吸附量的大小表现为Pb2+>Cd2+>Cu2+,但在三元体系中重金属离子会发生相互作用,即Cu2+对Pb2+的吸附具有协同作用,而对Cd2+的吸附具有拮抗作用,Pb2+对Cd2+的吸附在 30 min内具有拮抗作用,30 min后具有协同作用.同样,Pb2+对Cu2+的吸附具有协同作用,而Cd2+对Cu2+的吸附具有拮抗作用,Cd2+对Pb2+的吸附具有协同作用.②针对A-BN吸附Cu2+、Pb2+和Cd2+,发现其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附均符合Langmuir等温吸附模型,说明吸附过程主要受化学吸附控制.③利用XPS分析A-BN吸附后表面化学态,发现Cu2+与A-BN结合形成Cu(OH)2 和—OCu,Pb2+和Cd2+与A-BN结合,形成PbCO3、Cd(OH)2 和CdCO3.其吸附机理包括表面—NH2 与重金属离子形成络合物、—OH的H与重金属离子发生离子交换、—O与重金属离子通过静电相互作用结合形成的 3 种吸附机制.研究显示,A-BN是一种吸附量大、吸附速度快的新型吸附剂,可解决实际水体环境中的重金属污染问题.

关键词：活性氮化硼(A-BN)、液相吸附、重金属离子、吸附行为机理

所属期刊栏目：36

分类号：X52(水体污染及其防治)

在线出版日期：2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1317-1328