二氧化硅纳米管的结构调控和重金属吸附行为：pH影响、动力学、热力学以及吸附机理

发布时间：2019/1/11 9:39:00

2015年1月，课题组研究成果“Structure regulation of silica nanotubes and their adsorption behaviors for heavy metal ions: pH effect, kinetics, isotherms and mechanism”发表在工程领域期刊“Journal of Hazardous Materials”，论文第一作者为硕士研究生王盼同学。

在众多污染中，重金属污染具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，危害较大且治理成本极高。基于课题组前期工作所制备的二氧化硅纳米管（SNTs）具有高的比表面积、表面易修饰、化学性质稳定等特点，本文将SNTs应用于重金属的吸附，为提高吸附效果，对其表面进行化学修饰。研究表明pH对SNTs和修饰SNTs（SD-SNTs）吸附Pb(II)有着关键影响，随着pH值的减小，两者均对Pb(II)的吸附量显著变大，且后者较前者具有更突出的吸附效果； 动力学研究结果表明，SNTs和SD-SNTs吸附Pb(II)的过程可分别用准一级动力学方程和准二级动力学方程来描述，同时，也可以看出SD-SNTs的吸附速率高于SNTs，且前者的吸附过程主要是物理作用的结果，后者则是物理和化学过程共同作用的结果。通过XPS分析并结合动力学和热力学研究可知，SNTs吸附重金属离子的过程主要是静电吸引这种物理作用的结果，SD-SNTs的吸附则是螯合作用为主静电吸引作用为辅的物理及化学过程。

本研究利用Cd(II)和Co(II)对SNTs和SD-SNTs的吸附行为及吸附机理进行了验证，结果表明SNTs应用于吸附材料具有广泛适用性。

Pan Wang, Mingliang Du*, Han Zhu, Shiyong Bao, Tingting Yang, Meiling Zou, Structure regulation of silica nanotubes and their adsorption behaviors for heavy metal ions: pH effect, kinetics, isotherms and mechanism, J. Hazar. Mater., 2015, 286, 533-544.