聚吡咯/殼聚糖復(fù)合電極對金屬離子的吸附
發(fā)布時間：2022-01-12 15:30
系統(tǒng)研究了聚吡咯（PPy）和殼聚糖（CS）制備的復(fù)合電極對金屬離子的吸附性能,并采用紅外光譜對PPy/CS復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和組成進行了表征。結(jié)果表明,聚吡咯與殼聚糖結(jié)合形成了性能優(yōu)良的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料;PPy/CS復(fù)合電極的吸附量與電壓和溶液初始濃度成正比;吸附4 h后,對Cu2+的飽和吸附量為30.67 mg·g-1;電極具有良好的再生性和穩(wěn)定性,再生率達到92.0%;復(fù)合電極對不同種類的金屬離子都有較好的吸附效果,且吸附過程符合二級動力學(xué)模型。
【文章來源】：環(huán)境工程學(xué)報. 2016,10(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
CS、PPy/CS復(fù)合材料的FT-IＲ圖
環(huán)境工程學(xué)報第10卷PPy/CS復(fù)合電極對3種不同初始濃度Cu2+的吸附量。由圖2可知，隨著吸附時間的延長，Cu2+的吸附量逐漸增加，在前10min電極吸附的速率較快;隨著時間的繼續(xù)延長，吸附速率逐漸減慢。通過對比吸附量可知，溶液的初始濃度越大，電極的吸附量也越大。當(dāng)初始濃度為200mg·L－1時，吸附量為39．68mg·g－1;濃度為100mg·L－1時，吸附量為20．61mg·g－1;濃度為50mg·L－1時，吸附量為12．38mg·g－1。這是因為初始濃度越大，電極表面溶液中離子的數(shù)量越多，離子經(jīng)電極表面擴散到電極內(nèi)部并與電極上的吸附基團接觸越容易。相同的吸附時間內(nèi)，電極材料中的活性基團—OH和摻雜到聚吡咯結(jié)構(gòu)上的大陰離子基團對溶液中離子的吸附量就越大。圖2初始濃度與吸附量的關(guān)系曲線Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3電壓對PPy/CS復(fù)合電極吸附的影響初始濃度為100mg·L－1，考察電壓對Cu2+去除率及PPy/CS復(fù)合電極吸附量的影響規(guī)律。圖3為不同電壓下PPy/CS復(fù)合電極對溶液中Cu2+的吸附曲線。通過計算得出，吸附60min，電壓為3V時，Cu2+的濃度降為45．19mg·L－1，吸附量為21．41mg·g－1;電壓為1．5V時，Cu2+的濃度降為47．15mg·L－1，吸附量為20．61mg·g－1;電壓為1V時，Cu2+的濃度降為50．16mg·L－1，吸附量為19．47mg·g－1。電極的吸附量隨著電壓的增大而升高，可能是因為電壓越高，離子在電場中遷移速率越大，在相同時間內(nèi)擴散到電極表面及內(nèi)部的離子數(shù)量越多，吸附量就越大。復(fù)合電極通過—OH與金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)［14］和電極材料中的大陰離子對Cu2+進行吸附作用，最終導(dǎo)致吸附量的增大。2．4PPy/CS
?;濃度為50mg·L－1時，吸附量為12．38mg·g－1。這是因為初始濃度越大，電極表面溶液中離子的數(shù)量越多，離子經(jīng)電極表面擴散到電極內(nèi)部并與電極上的吸附基團接觸越容易。相同的吸附時間內(nèi)，電極材料中的活性基團—OH和摻雜到聚吡咯結(jié)構(gòu)上的大陰離子基團對溶液中離子的吸附量就越大。圖2初始濃度與吸附量的關(guān)系曲線Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3電壓對PPy/CS復(fù)合電極吸附的影響初始濃度為100mg·L－1，考察電壓對Cu2+去除率及PPy/CS復(fù)合電極吸附量的影響規(guī)律。圖3為不同電壓下PPy/CS復(fù)合電極對溶液中Cu2+的吸附曲線。通過計算得出，吸附60min，電壓為3V時，Cu2+的濃度降為45．19mg·L－1，吸附量為21．41mg·g－1;電壓為1．5V時，Cu2+的濃度降為47．15mg·L－1，吸附量為20．61mg·g－1;電壓為1V時，Cu2+的濃度降為50．16mg·L－1，吸附量為19．47mg·g－1。電極的吸附量隨著電壓的增大而升高，可能是因為電壓越高，離子在電場中遷移速率越大，在相同時間內(nèi)擴散到電極表面及內(nèi)部的離子數(shù)量越多，吸附量就越大。復(fù)合電極通過—OH與金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)［14］和電極材料中的大陰離子對Cu2+進行吸附作用，最終導(dǎo)致吸附量的增大。2．4PPy/CS復(fù)合電極的飽和吸附量電壓1．5V，溶液初始濃度100mg·L－1，吸附時間為4h的條件下，考察PPy/CS復(fù)合電極對Cu2+的飽和吸附量。圖3不同電壓下的吸附曲線Fig．3Adsorptioncurvesunderdifferentvoltage電極的飽和吸附量是指電極在吸附溶液中，隨著吸附時間的延長，電極上的活性位點逐漸減少，溶液中吸附的離子占滿電極上的吸附位點，最終電極的吸附達到飽和。圖4為PPy/CS復(fù)合電
【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚吡咯/碳納米管復(fù)合陰極材料的制備及電容性脫鹽研究[J]. 吳雅菲,王越,趙雅靜,王汝國,徐世昌. 水處理技術(shù). 2013(09)
[2]改性殼聚糖處理污水中Ni（Ⅱ）的效果[J]. 張燕,張軍麗,潘慶才,閆鳳美. 環(huán)境工程學(xué)報. 2012(09)
[3]聚吡咯的制備、改性及應(yīng)用進展[J]. 胡小平,劉志虎,游丹,王朝陽,付志兵,盧濤. 化工新型材料. 2012(07)
[4]電容去離子脫鹽技術(shù):離子交換膜復(fù)合活性炭電極的性能[J]. 劉紅,王剛,王六平,董強,于暢,邱介山. 化工學(xué)報. 2012(05)
[5]電容吸附去離子方法的研究[J]. 莫劍雄. 水處理技術(shù). 2007(08)
[6]國內(nèi)外重金屬廢水處理新技術(shù)的研究進展[J]. 馬前,張小龍. 環(huán)境工程學(xué)報. 2007(07)
[7]殼聚糖的成膜性及其工業(yè)應(yīng)用進展[J]. 秦秋香,郭祀遠. 現(xiàn)代食品科技. 2007(04)
[8]殼聚糖及其衍生物吸附Cu2+、Zn2+動力學(xué)研究[J]. 丁德潤,梁愛斌,薄蘭君. 水處理技術(shù). 2007(04)
[9]膜分離技術(shù)在重金屬廢水處理中的應(yīng)用[J]. 謝輝玲,葉紅齊,曾堅賢. 化學(xué)與生物工程. 2005(05)
本文編號：3585019
【文章來源】：環(huán)境工程學(xué)報. 2016,10(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
CS、PPy/CS復(fù)合材料的FT-IＲ圖
環(huán)境工程學(xué)報第10卷PPy/CS復(fù)合電極對3種不同初始濃度Cu2+的吸附量。由圖2可知，隨著吸附時間的延長，Cu2+的吸附量逐漸增加，在前10min電極吸附的速率較快;隨著時間的繼續(xù)延長，吸附速率逐漸減慢。通過對比吸附量可知，溶液的初始濃度越大，電極的吸附量也越大。當(dāng)初始濃度為200mg·L－1時，吸附量為39．68mg·g－1;濃度為100mg·L－1時，吸附量為20．61mg·g－1;濃度為50mg·L－1時，吸附量為12．38mg·g－1。這是因為初始濃度越大，電極表面溶液中離子的數(shù)量越多，離子經(jīng)電極表面擴散到電極內(nèi)部并與電極上的吸附基團接觸越容易。相同的吸附時間內(nèi)，電極材料中的活性基團—OH和摻雜到聚吡咯結(jié)構(gòu)上的大陰離子基團對溶液中離子的吸附量就越大。圖2初始濃度與吸附量的關(guān)系曲線Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3電壓對PPy/CS復(fù)合電極吸附的影響初始濃度為100mg·L－1，考察電壓對Cu2+去除率及PPy/CS復(fù)合電極吸附量的影響規(guī)律。圖3為不同電壓下PPy/CS復(fù)合電極對溶液中Cu2+的吸附曲線。通過計算得出，吸附60min，電壓為3V時，Cu2+的濃度降為45．19mg·L－1，吸附量為21．41mg·g－1;電壓為1．5V時，Cu2+的濃度降為47．15mg·L－1，吸附量為20．61mg·g－1;電壓為1V時，Cu2+的濃度降為50．16mg·L－1，吸附量為19．47mg·g－1。電極的吸附量隨著電壓的增大而升高，可能是因為電壓越高，離子在電場中遷移速率越大，在相同時間內(nèi)擴散到電極表面及內(nèi)部的離子數(shù)量越多，吸附量就越大。復(fù)合電極通過—OH與金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)［14］和電極材料中的大陰離子對Cu2+進行吸附作用，最終導(dǎo)致吸附量的增大。2．4PPy/CS
?;濃度為50mg·L－1時，吸附量為12．38mg·g－1。這是因為初始濃度越大，電極表面溶液中離子的數(shù)量越多，離子經(jīng)電極表面擴散到電極內(nèi)部并與電極上的吸附基團接觸越容易。相同的吸附時間內(nèi)，電極材料中的活性基團—OH和摻雜到聚吡咯結(jié)構(gòu)上的大陰離子基團對溶液中離子的吸附量就越大。圖2初始濃度與吸附量的關(guān)系曲線Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3電壓對PPy/CS復(fù)合電極吸附的影響初始濃度為100mg·L－1，考察電壓對Cu2+去除率及PPy/CS復(fù)合電極吸附量的影響規(guī)律。圖3為不同電壓下PPy/CS復(fù)合電極對溶液中Cu2+的吸附曲線。通過計算得出，吸附60min，電壓為3V時，Cu2+的濃度降為45．19mg·L－1，吸附量為21．41mg·g－1;電壓為1．5V時，Cu2+的濃度降為47．15mg·L－1，吸附量為20．61mg·g－1;電壓為1V時，Cu2+的濃度降為50．16mg·L－1，吸附量為19．47mg·g－1。電極的吸附量隨著電壓的增大而升高，可能是因為電壓越高，離子在電場中遷移速率越大，在相同時間內(nèi)擴散到電極表面及內(nèi)部的離子數(shù)量越多，吸附量就越大。復(fù)合電極通過—OH與金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)［14］和電極材料中的大陰離子對Cu2+進行吸附作用，最終導(dǎo)致吸附量的增大。2．4PPy/CS復(fù)合電極的飽和吸附量電壓1．5V，溶液初始濃度100mg·L－1，吸附時間為4h的條件下，考察PPy/CS復(fù)合電極對Cu2+的飽和吸附量。圖3不同電壓下的吸附曲線Fig．3Adsorptioncurvesunderdifferentvoltage電極的飽和吸附量是指電極在吸附溶液中，隨著吸附時間的延長，電極上的活性位點逐漸減少，溶液中吸附的離子占滿電極上的吸附位點，最終電極的吸附達到飽和。圖4為PPy/CS復(fù)合電
【參考文獻】：
期刊論文
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[3]聚吡咯的制備、改性及應(yīng)用進展[J]. 胡小平,劉志虎,游丹,王朝陽,付志兵,盧濤. 化工新型材料. 2012(07)
[4]電容去離子脫鹽技術(shù):離子交換膜復(fù)合活性炭電極的性能[J]. 劉紅,王剛,王六平,董強,于暢,邱介山. 化工學(xué)報. 2012(05)
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[6]國內(nèi)外重金屬廢水處理新技術(shù)的研究進展[J]. 馬前,張小龍. 環(huán)境工程學(xué)報. 2007(07)
[7]殼聚糖的成膜性及其工業(yè)應(yīng)用進展[J]. 秦秋香,郭祀遠. 現(xiàn)代食品科技. 2007(04)
[8]殼聚糖及其衍生物吸附Cu2+、Zn2+動力學(xué)研究[J]. 丁德潤,梁愛斌,薄蘭君. 水處理技術(shù). 2007(04)
[9]膜分離技術(shù)在重金屬廢水處理中的應(yīng)用[J]. 謝輝玲,葉紅齊,曾堅賢. 化學(xué)與生物工程. 2005(05)
本文編號：3585019
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