磁性多壁碳納米管的制備及其吸附性能研究.pdf

1、近年來，具有優(yōu)異吸附性能的碳納米管開始應(yīng)用于去除水體環(huán)境中污染物，然而碳納米管可能存在的納米毒性效應(yīng)引起學(xué)者的廣泛關(guān)注，因此從媒介中有效分離碳納米管是不容忽視的關(guān)鍵問題。本實(shí)驗(yàn)合成了磁性多壁碳納米管（MMWCNTs）吸附劑，探索了其用于模擬和實(shí)際廢水中污染物吸附去除的可行性，研究了其對(duì)于四環(huán)素（TC）和銅離子的吸附去除規(guī)律。主要研究結(jié)論如下：
　?。?）通過液相化學(xué)沉積法成功制備了MMWCNTs，對(duì)改性前后碳納米管的物理化學(xué)性能進(jìn)

2、行了表征，并通過其對(duì)模擬廢水和實(shí)際廢水的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，考察了其吸附性能變化。結(jié)果表明：多壁碳納米管負(fù)載上了粒徑約為10 nm的磁性顆粒，并通過共價(jià)鍵方式負(fù)載于碳納米管表面，改性后碳納米管仍具有較大的比表面積和孔容，該磁性納米顆粒是MnFe2O4呈負(fù)電性。MMWCNTs具有超順磁性和良好的磁分離特性且保持了其吸附性能。
　?。?）將MMWCNTs用于TC的吸附去除，結(jié)果表明：TC在MMWCNTs上的吸附規(guī)律更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附模型

3、。等溫吸附實(shí)驗(yàn)表明Langmuir模型可以更好的描述此溫度范圍內(nèi)該體系的吸附規(guī)律，室溫下對(duì) TC的最大吸附量達(dá)256.3 mg/g；熱力學(xué)研究表明吸附過程自發(fā)吸熱，以物理吸附為主；再生實(shí)驗(yàn)表明，氫氧化鈉對(duì)MMWCNTs有很好的再生效果。用響應(yīng)曲面法（RSM）建立了對(duì)水中TC去除率的吸附模型，當(dāng)MMWCNTs投加量為200 mg/L、吸附時(shí)間480 min、溶液pH值為5.12時(shí)，TC去除率的RSM預(yù)測(cè)值為97.4％，實(shí)測(cè)值為96.9%，

4、預(yù)測(cè)偏差為0.49%。RSM模型在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)較好的預(yù)測(cè)了TC的去除率。
　?。?）將 MMWCNTs用于水中銅離子的吸附去除，結(jié)果表明：銅離子在MMWCNTs上的吸附更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附模型；等溫吸附實(shí)驗(yàn)表明Freundlich模型可更好的描述此溫度范圍內(nèi)該體系的吸附規(guī)律，室溫下對(duì)TC的最大吸附量達(dá)到3.5 mg/g；熱力學(xué)表明該吸附過程自發(fā)吸熱，以物理吸附為主。用響應(yīng)曲面法（RSM）建立了對(duì)水中銅離子去除率的吸附模型，當(dāng) MM