硼掺杂微介孔碳球对镉的吸附特性及机理

论文摘要

含镉(Cd2+)废水不仅来源广泛且毒性强,易对生态环境及人类健康造成极大危害,因此研究水中Cd2+的去除具有重要意义。以蔗糖为碳源,硼酸为掺杂剂,利用水热和化学活化相结合的方法制备了硼掺杂微介孔碳球（boron-doped micro-mesoporous carbon spheres,B-MMPC）,并首次研究了硼掺杂量、吸附时间、pH、吸附剂质量、初始质量浓度与温度对Cd2+吸附效果的影响。结果表明,硼掺杂有利于提升碳材料对Cd2+的吸附效果,B-MMPC-3吸附Cd2+的最佳pH=5,12 h基本达到吸附平衡,温度升高对吸附有利。当碳投加量为40 mg,p H=5,Cd2+初始质量浓度为110 mg·L-1,取50 mL Cd2+溶液,在298 K下吸附12 h后,B-MMPC-3对Cd2+的吸附量高达41.9 mg·g-1;且在相同实验条件下,温度升高到308 K和318K时,B-MMPC-3对Cd2+的吸附量分别是42.9mg·g-1和43.3mg·g-1。利用扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、比表面积（BET）、红外光谱（FTIR）和拉曼光谱（Raman）表征吸附Cd2+前后B-MMPC-3的形貌结构证实,B-MMPC-3为具有微介孔结构的碳球,直径为1-6μm,样品中硼、碳和氧的质量分数分别为6.46%、90.43%和3.11%,比表面积和孔体积分别为672.3m2·g-1和0.36cm3·g-1,表面存在着丰富的含氧和含硼官能团。而且,提出了B-MMPC-3对Cd2+的吸附机理主要有静电吸引、孔隙吸附以及O-B-O、C=O、-OH等官能团络合。B-MMPC-3对Cd2+的吸附取得了较好的效果,有利于促进B-MMPC-3在其他重金属废水（铅、铜、铬、砷等）或印染废水（亚甲基蓝、橙黄G、甲基紫等）领域中的应用。

论文目录

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

1.2 B-MMPC的制备

1.3 吸附实验

1.3.1 不同硼掺杂量的影响

1.3.2 吸附时间的影响

1.3.3 pH值的影响

1.3.4 吸附剂质量的影响

1.3.5 初始浓度与温度的影响

2 结果与讨论

2.1 不同硼掺杂量的影响

2.2 吸附时间的影响

2.3 p H值的影响

2.4 吸附剂质量的影响

2.5 初始浓度与温度的影响

3 吸附机理

3.1 吸附前后的扫描电镜分析

3.2 比表面积和孔径分布分析

3.3 吸附前后的FTIR对比

3.4 吸附前后的拉曼对比

4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈锋,张谋,朱颖,周正文,和晶亮,杜江,马培

关键词: 硼掺杂,微介孔,吸附特性,机理

来源: 生态环境学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 河南工程学院资源与环境学院

基金: 国家自然科学基金青年基金项目(41401549),河南省科技攻关计划项目(172102310073),河南省高等学校重点科研项目(19A610004),2019年度河南省青年人才托举工程项目,河南工程学院博士基金项目(D2017011)

分类号: X703.1

DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2019.06.015

页码: 1193-1200

总页数: 8

文件大小: 3378K

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硼掺杂微介孔碳球对镉的吸附特性及机理

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