聚吡咯/壳聚糖复合电极对金属离子的吸附
发布时间：2022-01-12 15:30
系统研究了聚吡咯（PPy）和壳聚糖（CS）制备的复合电极对金属离子的吸附性能,并采用红外光谱对PPy/CS复合材料的结构和组成进行了表征。结果表明,聚吡咯与壳聚糖结合形成了性能优良的导电聚合物复合材料;PPy/CS复合电极的吸附量与电压和溶液初始浓度成正比;吸附4 h后,对Cu2+的饱和吸附量为30.67 mg·g-1;电极具有良好的再生性和稳定性,再生率达到92.0%;复合电极对不同种类的金属离子都有较好的吸附效果,且吸附过程符合二级动力学模型。
【文章来源】：环境工程学报. 2016,10(11)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
CS、PPy/CS复合材料的FT-IＲ图
环境工程学报第10卷PPy/CS复合电极对3种不同初始浓度Cu2+的吸附量。由图2可知，随着吸附时间的延长，Cu2+的吸附量逐渐增加，在前10min电极吸附的速率较快;随着时间的继续延长，吸附速率逐渐减慢。通过对比吸附量可知，溶液的初始浓度越大，电极的吸附量也越大。当初始浓度为200mg·L－1时，吸附量为39．68mg·g－1;浓度为100mg·L－1时，吸附量为20．61mg·g－1;浓度为50mg·L－1时，吸附量为12．38mg·g－1。这是因为初始浓度越大，电极表面溶液中离子的数量越多，离子经电极表面扩散到电极内部并与电极上的吸附基团接触越容易。相同的吸附时间内，电极材料中的活性基团—OH和掺杂到聚吡咯结构上的大阴离子基团对溶液中离子的吸附量就越大。图2初始浓度与吸附量的关系曲线Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3电压对PPy/CS复合电极吸附的影响初始浓度为100mg·L－1，考察电压对Cu2+去除率及PPy/CS复合电极吸附量的影响规律。图3为不同电压下PPy/CS复合电极对溶液中Cu2+的吸附曲线。通过计算得出，吸附60min，电压为3V时，Cu2+的浓度降为45．19mg·L－1，吸附量为21．41mg·g－1;电压为1．5V时，Cu2+的浓度降为47．15mg·L－1，吸附量为20．61mg·g－1;电压为1V时，Cu2+的浓度降为50．16mg·L－1，吸附量为19．47mg·g－1。电极的吸附量随着电压的增大而升高，可能是因为电压越高，离子在电场中迁移速率越大，在相同时间内扩散到电极表面及内部的离子数量越多，吸附量就越大。复合电极通过—OH与金属离子发生螯合反应［14］和电极材料中的大阴离子对Cu2+进行吸附作用，最终导致吸附量的增大。2．4PPy/CS
?;浓度为50mg·L－1时，吸附量为12．38mg·g－1。这是因为初始浓度越大，电极表面溶液中离子的数量越多，离子经电极表面扩散到电极内部并与电极上的吸附基团接触越容易。相同的吸附时间内，电极材料中的活性基团—OH和掺杂到聚吡咯结构上的大阴离子基团对溶液中离子的吸附量就越大。图2初始浓度与吸附量的关系曲线Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3电压对PPy/CS复合电极吸附的影响初始浓度为100mg·L－1，考察电压对Cu2+去除率及PPy/CS复合电极吸附量的影响规律。图3为不同电压下PPy/CS复合电极对溶液中Cu2+的吸附曲线。通过计算得出，吸附60min，电压为3V时，Cu2+的浓度降为45．19mg·L－1，吸附量为21．41mg·g－1;电压为1．5V时，Cu2+的浓度降为47．15mg·L－1，吸附量为20．61mg·g－1;电压为1V时，Cu2+的浓度降为50．16mg·L－1，吸附量为19．47mg·g－1。电极的吸附量随着电压的增大而升高，可能是因为电压越高，离子在电场中迁移速率越大，在相同时间内扩散到电极表面及内部的离子数量越多，吸附量就越大。复合电极通过—OH与金属离子发生螯合反应［14］和电极材料中的大阴离子对Cu2+进行吸附作用，最终导致吸附量的增大。2．4PPy/CS复合电极的饱和吸附量电压1．5V，溶液初始浓度100mg·L－1，吸附时间为4h的条件下，考察PPy/CS复合电极对Cu2+的饱和吸附量。图3不同电压下的吸附曲线Fig．3Adsorptioncurvesunderdifferentvoltage电极的饱和吸附量是指电极在吸附溶液中，随着吸附时间的延长，电极上的活性位点逐渐减少，溶液中吸附的离子占满电极上的吸附位点，最终电极的吸附达到饱和。图4为PPy/CS复合电
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚吡咯/碳纳米管复合阴极材料的制备及电容性脱盐研究[J]. 吴雅菲,王越,赵雅静,王汝国,徐世昌. 水处理技术. 2013(09)
[2]改性壳聚糖处理污水中Ni（Ⅱ）的效果[J]. 张燕,张军丽,潘庆才,闫凤美. 环境工程学报. 2012(09)
[3]聚吡咯的制备、改性及应用进展[J]. 胡小平,刘志虎,游丹,王朝阳,付志兵,卢涛. 化工新型材料. 2012(07)
[4]电容去离子脱盐技术:离子交换膜复合活性炭电极的性能[J]. 刘红,王刚,王六平,董强,于畅,邱介山. 化工学报. 2012(05)
[5]电容吸附去离子方法的研究[J]. 莫剑雄. 水处理技术. 2007(08)
[6]国内外重金属废水处理新技术的研究进展[J]. 马前,张小龙. 环境工程学报. 2007(07)
[7]壳聚糖的成膜性及其工业应用进展[J]. 秦秋香,郭祀远. 现代食品科技. 2007(04)
[8]壳聚糖及其衍生物吸附Cu2+、Zn2+动力学研究[J]. 丁德润,梁爱斌,薄兰君. 水处理技术. 2007(04)
[9]膜分离技术在重金属废水处理中的应用[J]. 谢辉玲,叶红齐,曾坚贤. 化学与生物工程. 2005(05)
本文编号：3585019
【文章来源】：环境工程学报. 2016,10(11)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
CS、PPy/CS复合材料的FT-IＲ图
环境工程学报第10卷PPy/CS复合电极对3种不同初始浓度Cu2+的吸附量。由图2可知，随着吸附时间的延长，Cu2+的吸附量逐渐增加，在前10min电极吸附的速率较快;随着时间的继续延长，吸附速率逐渐减慢。通过对比吸附量可知，溶液的初始浓度越大，电极的吸附量也越大。当初始浓度为200mg·L－1时，吸附量为39．68mg·g－1;浓度为100mg·L－1时，吸附量为20．61mg·g－1;浓度为50mg·L－1时，吸附量为12．38mg·g－1。这是因为初始浓度越大，电极表面溶液中离子的数量越多，离子经电极表面扩散到电极内部并与电极上的吸附基团接触越容易。相同的吸附时间内，电极材料中的活性基团—OH和掺杂到聚吡咯结构上的大阴离子基团对溶液中离子的吸附量就越大。图2初始浓度与吸附量的关系曲线Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3电压对PPy/CS复合电极吸附的影响初始浓度为100mg·L－1，考察电压对Cu2+去除率及PPy/CS复合电极吸附量的影响规律。图3为不同电压下PPy/CS复合电极对溶液中Cu2+的吸附曲线。通过计算得出，吸附60min，电压为3V时，Cu2+的浓度降为45．19mg·L－1，吸附量为21．41mg·g－1;电压为1．5V时，Cu2+的浓度降为47．15mg·L－1，吸附量为20．61mg·g－1;电压为1V时，Cu2+的浓度降为50．16mg·L－1，吸附量为19．47mg·g－1。电极的吸附量随着电压的增大而升高，可能是因为电压越高，离子在电场中迁移速率越大，在相同时间内扩散到电极表面及内部的离子数量越多，吸附量就越大。复合电极通过—OH与金属离子发生螯合反应［14］和电极材料中的大阴离子对Cu2+进行吸附作用，最终导致吸附量的增大。2．4PPy/CS
?;浓度为50mg·L－1时，吸附量为12．38mg·g－1。这是因为初始浓度越大，电极表面溶液中离子的数量越多，离子经电极表面扩散到电极内部并与电极上的吸附基团接触越容易。相同的吸附时间内，电极材料中的活性基团—OH和掺杂到聚吡咯结构上的大阴离子基团对溶液中离子的吸附量就越大。图2初始浓度与吸附量的关系曲线Fig．2Curvesofinitialconcentrationandadsorptioncapacity2．3电压对PPy/CS复合电极吸附的影响初始浓度为100mg·L－1，考察电压对Cu2+去除率及PPy/CS复合电极吸附量的影响规律。图3为不同电压下PPy/CS复合电极对溶液中Cu2+的吸附曲线。通过计算得出，吸附60min，电压为3V时，Cu2+的浓度降为45．19mg·L－1，吸附量为21．41mg·g－1;电压为1．5V时，Cu2+的浓度降为47．15mg·L－1，吸附量为20．61mg·g－1;电压为1V时，Cu2+的浓度降为50．16mg·L－1，吸附量为19．47mg·g－1。电极的吸附量随着电压的增大而升高，可能是因为电压越高，离子在电场中迁移速率越大，在相同时间内扩散到电极表面及内部的离子数量越多，吸附量就越大。复合电极通过—OH与金属离子发生螯合反应［14］和电极材料中的大阴离子对Cu2+进行吸附作用，最终导致吸附量的增大。2．4PPy/CS复合电极的饱和吸附量电压1．5V，溶液初始浓度100mg·L－1，吸附时间为4h的条件下，考察PPy/CS复合电极对Cu2+的饱和吸附量。图3不同电压下的吸附曲线Fig．3Adsorptioncurvesunderdifferentvoltage电极的饱和吸附量是指电极在吸附溶液中，随着吸附时间的延长，电极上的活性位点逐渐减少，溶液中吸附的离子占满电极上的吸附位点，最终电极的吸附达到饱和。图4为PPy/CS复合电
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚吡咯/碳纳米管复合阴极材料的制备及电容性脱盐研究[J]. 吴雅菲,王越,赵雅静,王汝国,徐世昌. 水处理技术. 2013(09)
[2]改性壳聚糖处理污水中Ni（Ⅱ）的效果[J]. 张燕,张军丽,潘庆才,闫凤美. 环境工程学报. 2012(09)
[3]聚吡咯的制备、改性及应用进展[J]. 胡小平,刘志虎,游丹,王朝阳,付志兵,卢涛. 化工新型材料. 2012(07)
[4]电容去离子脱盐技术:离子交换膜复合活性炭电极的性能[J]. 刘红,王刚,王六平,董强,于畅,邱介山. 化工学报. 2012(05)
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[7]壳聚糖的成膜性及其工业应用进展[J]. 秦秋香,郭祀远. 现代食品科技. 2007(04)
[8]壳聚糖及其衍生物吸附Cu2+、Zn2+动力学研究[J]. 丁德润,梁爱斌,薄兰君. 水处理技术. 2007(04)
[9]膜分离技术在重金属废水处理中的应用[J]. 谢辉玲,叶红齐,曾坚贤. 化学与生物工程. 2005(05)
本文编号：3585019
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