基于秸秆模板法制备多孔纳米钛酸锶钡及其对重金属的吸附性能

【摘要】：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20nm,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6h合成的材料性能最好.当介质的pH值为5～8时,吸附70min,对铅、镉和锌的静态吸附容量分别为191.51,19.00和19.97mg?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(?H)为35.905kJ?mol-1,各温度下的自由能变(?G)均小于零,熵变(?S)均为正值,吸附过程的活化能(Ea)为62.430kJ?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1mol?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%. 【作者单位】： 沈阳理工大学环境与化学工程学院;
【关键词】： 多孔纳米钛酸锶钡 高粱秸秆 生物模板法 吸附行为 重金属 火焰原子吸收光谱法
【分类号】：TB383.1;O647.32
【正文快照】： 纳米钛酸锶钡是一种重要的电子陶瓷材料,具有优良的光、电和磁性能,广泛应用于微型电容器、铁电存储器以及光电器件等领域[1,2].笔者首次成功地将纳米钛酸锶钡粉体应用于水中重金属离子的吸附富集[3～6].已证实,与其它纳米吸附材料相比,纳米钛酸锶钡粉体具有更强的吸附能力、

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