偕胺肟基介孔二氧化硅对cu2的吸附性能

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1、偕胺肟基介孔二氧化硅对Cu2+的吸附性能魏建文何泽瑜林志峰耿琳琳廖雷桂林理工大学广西矿冶与环境科学实验中心以偕胺肟棊介孔二氧化硅(A0-SBA-15)作为Cu2+吸附剂，利用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、G电位和低温N2吸附脱附等手段从酸度、络合作用、静电作用和吸附剂孔道结构方面研宄了其对水中Cu2+的吸附行为。结果表明，当PH在47内时偕胺肟基SBA-15对Cu2’具有较好的吸附效果，吸附过程主要是由两者之间的共价络合作用将Cti2+固定在吸附剂上，静电作用在吸附过程中也起到重要作用。随着溶液初始Cu2+含量的增加，吸附容量也随之增大。关键词：Cu2+;偕

2、胺肟基介孔：：氧化硅;酸度;络合;而吸附法作为一种操作简单、廉价II高效的水中重金属去除方法，得到了广泛的应用。通过选择合适的吸附剂可以实现水环境中重金属离子的选择性分离。在众多的吸附材料中，介孔二氧化硅材料具有较大的比表而积、容易功能化、理想的空隙等特点，是去除水中污染物的理想吸附剂。通过将官能团添加到介孔材料上可实现介孔材料与金属离子络合分离，也是近年来的研究热点XZl。BENITEZ等用共聚缩合法合成了具有脲基的介孔氧化硅材料，该材料最多可以吸附0.19mmol/g的Fe3+[3];DAI等对介孔氧化硅进行有机功能基团的多级嫁接，实现丫对各种重金属离子的选

3、择性吸附ULLIU等人发现，用巯基改性介孔材料可以选择性的吸附Hg，而对Cd、Pb、Zn等的吸附作用却不强包1。AWUAL等报道了1种利用有机配体DPDB接枝介孔氧化硅制备功能化介孔氧化硅吸附剂，该吸附剂能够快速、高选择性的与Pb形成[Pb-DPDB]络合物，从而实现对水体中Pb的去除姐。偕胺肟基由氨基（-NH2）和肟基（-RC=NOH）组成。研宄表明，偕胺肟存在2种同分异构体，氨基和肟基形式以及亚氨和羟胺形式m。偕胺肟作为肟的一种衍生物对Fe、Cu、Ni、Ag、Co、Cr、Hg、Pd、Os、1；02等具有一定的络合能力通过研究Cu被吸附在吸附剂上的形式，更有助

4、于了解吸附的机制。本研宄以偕胺肟基为官能闭修饰SBA-15介孔材料，合成AO-SBA-15吸附剂。以傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、低温N2吸附脱附等手段从酸度、络合作用和吸附剂孔道结构3个方面详细研宄其对水中Cu的吸附行为。1实验部分1.1仪器与试剂仪器:ThermoNexus470型傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR），WHFS-1型反应釜、BELSORP-minill型比表面测定仪，ESCALAB250Xi型X射线光电子能谱仪（XPS）,Zeta电位分析仪，PB-10酸度计，AAnalyst700原子吸收光谱仪。试剂:盐酸羟胺、硝酸铜、正硅酸乙酯，均为分

5、析纯。聚（乙二醇）-聚（丙二醇）-聚（乙二醇）三嵌段共聚物（P-123）。2-氰乙基三乙氧基硅烷（CTES）,质量分数97%。1.2吸附实验参照文献［9］所述方法制备偕胺肟基介孔二氧化硅吸附剂（A0-SBA-15）。称取约25mg吸附剂置于250mL具塞三角烧瓶中，加入25.00niL—定量硝酸铜与超纯水配置的模拟废水进行吸附实验。在恒温水浴振荡箱屮以150r/min频率回旋振荡一直达到吸附平衡。取上层清液经0.45um滤膜过滤，测定其Cu含量作为吸附结束后溶液中Cu含量。根据吸附前后溶液中Cu含量差、吸附剂质量和加入模拟废液体积计算表观吸附容量。采用FTTR分

6、析吸附Cu后材料的红外光谱，XPS测定吸附Cu后材料的能谱信息,ZS90型纳米粒度与Zeta电位分析仪测定样品的G电位，比表面积和孔径分析仪进行低温氮气吸附脱附实验测定吸附剂吸附前后的孔结构。2结果与讨论2.1酸度对吸附性能的影响2.1.1Cu的形态分布溶液中的H—方面会与Cu发生竞争吸附，另一方面也会影响Cu在水溶液中的形态分布，进而影响吸附量。图1是Cu初始浓度分别为0.2mmol/L和2minol/L吋不同PH下的吸附容量。图1pH对材料吸附性能的影响Fig.1TheeffectofpHonadsorptionperformance由图1可知，当溶液p11

7、小于4时，吸附容量较低；当溶液p11高于4时表现出较好的吸附效果，表明A0-SBA-15吸附Cu与其他大多数吸附一样，吸附过程受酸度影响较大。当pH在4~7时，随着pH升高表观吸附容量升高，这主要Cu的水解受H影响所致。金属离子在溶液中的形态受到pH和金属离子含量的影响，存在如下的平衡方程［3］:如同其他2价过渡金属阳离子一样，Cu只有在发生沉淀前的中等含量(浓度、mmol/L)中存在轻微水解，主要的水解产物是二聚体Cu2(OH)2,同样存在一系列的单核形式，从CuOH到Cu⑽)4,包括CuOH、Cu(OH)2、Cu(OH)3、［Cu(OH)4］、Cu(OH)4

8、。CuOH、Cu(OH)