化学学报 ›› 2010, Vol. 68 ›› Issue (16): 1641-1648. 上一篇 下一篇
研究论文
张东*,王敏,谭玉玲
ZHANG Dong, WANG Min, TAN Yu-Ling
以高粱秸秆为模板, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米钛酸锶钡多孔吸附剂(SPBST), 以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)进行表征. 考察了该多孔吸附剂对水中重金属铅、镉和锌的吸附富集性能, 探讨了煅烧温度对吸附剂形貌和吸附性能的影响. 并以镉离子为例, 系统地研究了吸附热力学和动力学. 结果表明, 各煅烧温度下合成的多孔材料均由钙钛矿结构的纳米钛酸锶钡组成, 晶体粒径均不大于20 nm, 多孔吸附剂对水中铅、镉和锌均有较强的吸附能力, 吸附性能与材料的煅烧合成温度和介质的pH值以及吸附时间有关. 煅烧温度过高, 纳米钛酸锶钡晶体团聚严重, 吸附能力降低; 温度过低, 材料松散易碎, 不利于重复使用, 750 ℃煅烧6 h合成的材料性能最好. 当介质的pH值为5~8时, 吸附70 min, 对铅、镉和锌的静态吸附容量分别为191.51, 19.00和19.97 mg• g―1. 其吸附行为符合Freundlich 吸附等温模型和HO准二级动力学方程式, 吸附过程焓变(ΔH)为35.905 kJ•mol-1, 各温度下的自由能变(ΔG)均小于零, 熵变(ΔS)均为正值, 吸附过程的活化能(Ea)为62.430 kJ•mol-1. 该吸附过程是自发的吸热物理过程. 被吸附的金属离子均可用1 mol•L-1的硝酸完全洗脱回收. 对铅、镉和锌的富集因子均超过200. 将其应用于水中痕量铅、镉和锌的吸附富集和原子吸收测定, 回收率分别为90.3%~103.4%, 91.5%~103.2%和94.35%~101.1%.