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矿物学报2025年第01期:氨基改性埃洛石对Cu(II)和Cd(II)的吸附研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:肖雪;于文彬;谭道永;吴兴福;覃宗华;万泉;

单位:西南科技大学环境与资源学院;中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室;贵州师范学院化学与材料学院;

摘要:本研究采用3-氨丙基三乙氧基硅烷对管状埃洛石(Hal)进行共价接枝制备了氨基改性埃洛石(Hal-NH_2),通过XRD、TEM、SEM、氮气吸脱附等手段表征了Hal-NH_2的结构特征,并通过批次吸附实验、谱学技术研究了Hal-NH_2对Cu(II)和Cd(II)的吸附性能及机理。Hal-NH_2中氨基主要存在于Hal的内腔,其氨基嫁接量为0.83 mmol/L,由于硅烷嫁接占据了部分内腔孔道,Hal-NH_2的比表面积和总孔体积较Hal明显降低。Hal-NH_2对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附随溶液初始p H值的增大而增加,吸附时间为2160 min时达到吸附平衡,298 K时,Hal-NH_2对Cu~(2+)和Cd~(2+)的Langmuir吸附量分别为50.29和68.70 mg/g,是Hal的3.11和1.97倍。Hal-NH_2吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)为自发的吸热反应,吸附后体系的混乱度增大,其吸附机制主要是氨基与重金属离子之间发生配位反应,且Hal-NH_2对Cu~(2+)的作用力强于Cd~(2+);Cu~(2+)和Cd~(2+)共存时,Hal-NH_2对Cu~(2+)的吸附基本不受影响,其对Cd~(2+)的吸附显著降低。由于其较高的吸附能力,Hal-NH_2可作为Cu(II)和Cd(II)吸附材料用于水体中重金属离子的去除,本研究为Hal在重金属污染治理领域的应用提供了实验和理论依据。

关键词:埃洛石;;氨基改性;;吸附;;重金属;;Cu(II);;Cd(II)

基金资助:贵州省科技计划项目(编号:黔科合基础-ZK[2021]重点043);; 贵州省优秀青年科技人才项目(编号:黔科合平台人才-YQK[2023]037)