基于秸稈模板法制備多孔納米鈦酸鍶鋇及其對重金屬的吸附性能

【摘要】：以高粱秸稈為模板,采用溶膠-凝膠法制備了納米鈦酸鍶鋇多孔吸附劑(SPBST),以X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)進行表征.考察了該多孔吸附劑對水中重金屬鉛、鎘和鋅的吸附富集性能,探討了煅燒溫度對吸附劑形貌和吸附性能的影響.并以鎘離子為例,系統(tǒng)地研究了吸附熱力學(xué)和動力學(xué).結(jié)果表明,各煅燒溫度下合成的多孔材料均由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的納米鈦酸鍶鋇組成,晶體粒徑均不大于20nm,多孔吸附劑對水中鉛、鎘和鋅均有較強的吸附能力,吸附性能與材料的煅燒合成溫度和介質(zhì)的pH值以及吸附時間有關(guān).煅燒溫度過高,納米鈦酸鍶鋇晶體團聚嚴重,吸附能力降低;溫度過低,材料松散易碎,不利于重復(fù)使用,750℃煅燒6h合成的材料性能最好.當(dāng)介質(zhì)的pH值為5～8時,吸附70min,對鉛、鎘和鋅的靜態(tài)吸附容量分別為191.51,19.00和19.97mg?g―1.其吸附行為符合Freundlich吸附等溫模型和HO準(zhǔn)二級動力學(xué)方程式,吸附過程焓變(?H)為35.905kJ?mol-1,各溫度下的自由能變(?G)均小于零,熵變(?S)均為正值,吸附過程的活化能(Ea)為62.430kJ?mol-1.該吸附過程是自發(fā)的吸熱物理過程.被吸附的金屬離子均可用1mol?L-1的硝酸完全洗脫回收.對鉛、鎘和鋅的富集因子均超過200.將其應(yīng)用于水中痕量鉛、鎘和鋅的吸附富集和原子吸收測定,回收率分別為90.3%～103.4%,91.5%～103.2%和94.35%～101.1%. 【作者單位】： 沈陽理工大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 多孔納米鈦酸鍶鋇 高粱秸稈 生物模板法 吸附行為 重金屬 火焰原子吸收光譜法
【分類號】：TB383.1;O647.32
【正文快照】： 納米鈦酸鍶鋇是一種重要的電子陶瓷材料,具有優(yōu)良的光、電和磁性能,廣泛應(yīng)用于微型電容器、鐵電存儲器以及光電器件等領(lǐng)域[1,2].筆者首次成功地將納米鈦酸鍶鋇粉體應(yīng)用于水中重金屬離子的吸附富集[3～6].已證實,與其它納米吸附材料相比,納米鈦酸鍶鋇粉體具有更強的吸附能力、

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