GNS-MnO2吸附劑去除廢水中重金屬離子的實(shí)驗研究.pdf

1、本文結(jié)合碳質(zhì)材料和錳氧化物的優(yōu)點(diǎn),以石墨烯作為載體,采用快速的微波輔助合成方法,制備了石墨烯負(fù)載二氧化錳的新型復(fù)合吸附劑(GNS/MnO2)。采用BET、SEM、TEM、XRD、FTIR、XPS等現(xiàn)代化測試手段對復(fù)合GNS/MnO2吸附劑的性能進(jìn)行了表征。分別以MnO2和GNS作為對比吸附劑,探討了廢水的pH值、不同重金屬離子初始濃度、吸附時間、吸附溫度等因素對去除水中Ni2+效果的影響;對影響GNS/MnO2吸附水中pb2+和Cu2+

2、的單因素進(jìn)行了實(shí)驗分析,同時結(jié)合現(xiàn)代化測試手段對pb2+和Cu2+的吸附機(jī)理進(jìn)行了深入分析,提出了pb2+和Cu2+離子在GNS/MnO2表面可能的絡(luò)合形式,并對該吸附劑的再生性能進(jìn)行了研究。
　　 實(shí)驗結(jié)果表明,GNS/MnO2吸附劑去除廢水中Ni2+、pb2+和Cu2+三種重金屬離子的最佳pH值為6.0-7.0。吸附等溫線研究結(jié)果表明,Ni2+、pb2+和Cu2+在GNS/MnO2表面的吸附均符合Langmuir模型,在室溫

3、條件下GNS/MnO2對Ni2+的吸附容量為46.6mg/g,比MnO2和GNS的吸附容量分別高1.5和15倍。GNS作為載體,增大了吸附劑的比表面積,MnO2起主要的吸附作用。同時GNS/MnO2吸附劑對廢水中pb2+和Cu2+有很好的去除效果,反應(yīng)平衡時最大吸附量分別為163.93和104.82mg/g,表明GNS/MnO2吸附pb2+的能力大于吸附Cu2+。動力學(xué)模型分析結(jié)果表明GNS/MnO2對Ni2+、pb2+和Cu2+達(dá)到平

4、衡吸附的時間均為2h,吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程。借助于SEM、XRD、XPS、FTIR等分析手段,全面探討了GNS/MnO2表面吸附pb2+和Cu2+前后的變化。結(jié)果表明鉛和銅Pb2+或Cu2+形式吸附于GNS/MnO2表面,與GNS/MnO2表面的羥基基團(tuán)發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)。GNS/MnO2吸附劑經(jīng)過5次循環(huán)使用后吸附能力只損失了9％,有很好的再生性能。實(shí)驗證明本研究制備的GNS/MnO2可以作為處理水中重金屬離子的高效吸附劑,有廣泛