纳米TiO_2薄膜对痕量Cu（Ⅱ）的吸附研究

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1、第32卷第11期东北大学学报(自然科学版)V01．32．No．112011年11月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)NOV．2011纳米TiO2薄膜对痕量Cu(Ⅱ)的吸附研究李海军，张霞，孙海天(1．东北大学理学院，辽宁沈阳110819；2．东北育才学校，辽宁沈阳110179)摘要：应用溶胶一凝胶法，以玻璃为基底，制备了表面结构均匀的纳米Ti薄膜．SEM和XRD分析结果表明，Ti02薄膜由粒径50nIn左右的锐钛矿TiO2颗粒构成．利用纳米

2、，ri02的表面吸附活性，系统研究了纳米Ti02薄膜对于水中痕量cu(1I)的吸附活性．探讨了溶液的pH值、吸附时间、cu(Ⅱ)初始质量浓度对纳米Tio2薄膜吸附率的影响，确定了最佳吸附条件．纳米Ti02薄膜对cu(II)的吸附等温线为“L”型，表现出单分子层吸附特征．1．0mol／L硝酸可将吸附在薄膜表面的cu(Ⅱ)洗脱．关键词：TiO2纳米薄膜；痕量Cu(Ⅱ)；纳米吸附剂；吸附等温线中图分类号：O652．6文献标志码：A文章编号：1005—3026(2011)11-1615—04StudyonA

3、dsorptionofTraceCu(Ⅱ)onTiO2Nano—filmLIHai-jun，ZHANGXia，SUNHai—tian(1．SchoolofSciences，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China；2．NortheastYueaiSchool，Shenyang110179，China．Correspondingauthor：ZHANGXia，E—mail：xzhang@mail．neu．edu．en)Abstract：Ti()2nano—

4、filmwithhomogeneoussurfacewaspreparedontheglasssubstratebythesol—gelmethod．ThefilmwascharacterizedbySEMandXRD．TheadsorptionoftraceCu(Ⅱ)wascarriedouttakingTio2nano—filmasanadsorbent．TheeffectsofpHvalues，adsorptiontime，initialconcentrationsofCu(Ⅱ)andcoex

5、istentionsontheadsorptionrateswerestudiedsystematically．TheresultsshowedthatthefilmiscomposedofanataseTio2nanoparticleswiththegraindiameterabout50nm．TheadsorptionisothermofCu(1)onTi02nano—filmshows“L”type，whichisexplainedbythemonolayeradsorption．TheCu(

6、1I)adsorbedonTio2nano—filmiselutedby1．0mol／Lnitricacidefficiently．Theoptimumadsorptionconditionsaredetermined．Keywords：Tio2nano—film；traceCu(1I)；nano—adsorbent；adsorptionisothermAgE15j铜是人体生命活动不可缺少的重要元素，但，Y，Yb等稀土离子l16J，均表现出良好的吸摄入过量会造成中毒_1-2]．电镀、冶金、采矿等工附

7、一脱附性能．但这些研究多是以TiO2粉体分散业产生大量的含Cu2废水．目前，对含铜废水的于溶液中形成的悬浮液体系为研究对象，这种体处理多采用离子交换、电解、化学沉淀、活性炭吸系由于吸附后吸附剂难以分离回收，而限制了其附、电沉积、反渗透、膜分离等工艺l3J，但由于应用．本文采用溶胶一凝胶过程制备了表面结构在处理较低浓度Cu2的废水(1～150mg／L)时操均匀的纳米Ti薄膜材料，并系统研究了该薄膜作费用较高而难以实际应用E6]．纳米材料由于粒材料对水溶液中Cu(1I)的吸附行为，确立了最佳径小、比表面

8、积大，表面存在大量羟基能够和阳离吸附条件，得到了吸附等温方程．相关工作尚未见子键合，对金属离子表现出较强的吸附能力，是一文献报道．种有着巨大应用前景的吸附材料卜．纳米TiO21实验方法对于吸附分离废水中的Cu(Ⅱ)_9_1，Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅳ)[2。，As(Ⅲ)和As(V)l3。，Pb(Ⅱ)[，0．7mol钛酸四丁酯和1．4mol二乙醇胺加收稿日期：2011—04—29基金项目：国家自然科学基金资助项目(21103017)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N