EDTA-nSiO2纳米颗粒对Cd^2＋的吸附

编号：FTJS06633

篇名：EDTA-nSiO2纳米颗粒对Cd^2＋的吸附

作者：蒋顺成[1] ;秦睿[1] ;李满林[2] ;李荣华[1] ;张增强[1] ;Amjad Ali[1] ;梁文[1]

关键词：EDTA nSiO2纳米颗粒 改性 CD^2+ 吸附

机构： [1]西北农林科技大学资源环境学院,杨凌712100; [2]西北农林科技大学理学院,杨凌712100

摘要： nSiO2纳米颗粒是一种广泛应用的工程纳米材料,为增加其对水溶液中Cd^2＋的吸附性能,采用接枝改性的方法制备出乙二胺四乙酸（EDTA）改性nSiO2纳米颗粒（EDTA-nSiO2）,并用透射电镜、氮气吸附-解吸、红外光谱和差热分析等手段对其进行了结构表征,同时以其为吸附剂,通过批处理实验法探讨了体系pH、吸附时间、温度、离子强度等因素对Cd^2＋吸附的影响,并结合X射线能谱（XPS）分析对其吸附机制进行了分析.结果表明,以EDTA为改性剂,可以成功制备出稳定性良好的EDTA-nSiO2纳米颗粒,其对Cd^2＋的吸附受体系pH控制;nSiO2对Cd^2＋的吸附量较小,EDTA改性可增加nSiO2对Cd^2＋的吸附作用,随着pH的升高,Cd^2＋的吸附效果逐渐增强,在pH大于4.0后逐渐趋于稳定.EDTA-nSiO2对Cd^2＋的吸附速率较快,可在1 h内达到吸附平衡.EDTA-nSiO2对Cd^2＋的吸附为吸热的自发过程,吸附等温线可用Langmuir模型描述.NaCl浓度增加会导致Cd^2＋的吸附量下降,当体系Na Cl浓度从0增加到100 mmol·L^-1,Cd^2＋的最大吸附量从0.433 mmol·g^-1降低至0.294mmol·g^-1.0.1 mol·L^-1HCl是较为合适的吸附剂再生液,Cd^2＋洗脱率约94.36%.结合pH、温度、离子强度、再生和XPS分析结果,可以推测出EDTA-nSiO2对Cd^2＋的吸附是包含有简单的物理吸附和离子交换过程,并以化学络合为主的吸附过程.EDTA-nSiO2是一种对水体Cd^2＋具有较好吸附能力的工程纳米材料吸附剂.