凹凸棒石@C纳米复合材料对Cr（Ⅵ）吸附-还原作用

编号：CPJS05173

篇名：凹凸棒石@C纳米复合材料对Cr（Ⅵ）吸附-还原作用

作者：王诗生[1,2] ;李正军[1] ;梁丽珠[1] ;盛广宏[1,2]

关键词：凹凸棒石@C纳米复合材料 吸附 还原 Cr(Ⅵ)

机构： [1]安徽工业大学能源与环境学院,马鞍山243032; [2]安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心,马鞍山243032

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p H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6 h,动力学过程符合准二级动力学模型.在p H为1～10时,Cr（Ⅵ）去除率随p H升高而减小,p H=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p H升高先增大后减小,p H=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＋、Al3＋等阳离子交换作用实现的.