合成时间对钛酸盐纳米材料的影响及其吸附水中铅的性能研究

作     者：范功端 陈丽茹 林茹晶 林茜 苏昭越 林修咏 FAN Gong-duan;CHEN Li-ru;LIN Ru-jing;LIN Qian;SU Zhao-yue;LIN Xiu-yong

作者机构：福州大学土木工程学院福州350116 福州大学新能源材料研究所福州350002 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2016年第37卷第2期

页      面：668-679页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：中国博士后科学基金项目(2014M561856) 国家自然科学基金项目(51308123) 福州市科技计划项目(2015XS0051) 

主　　题：钛酸盐纳米材料 合成时间 铅 吸附 再生 

摘      要：以Ti O2（ST-01）和Na OH为原料,采用碱性水热法通过调节反应时间合成不同形貌的钛酸盐纳米材料（TNs）,利用XRD、SEM、BET对材料的形貌、结构、比表面积和化学组成等物化性能进行表征,并通过其对水中Pb（Ⅱ）的静态吸附实验,考察材料对Pb（Ⅱ）的吸附性能和吸附规律.结果表明,12-72 h合成的TNs均为纯净的单斜相钛酸盐,比表面积为243.05-286.20 m2·g-1;12-36 h合成的TNs主要为片状结构,48 h以上的TNs为线状结构.TNs-12、TNs-24、TNs-36、TNs-48、TNs-60和TNs-72对Pb（Ⅱ）的吸附量分别为479.40、504.12、482.00、388.10、364.60和399.00 mg·g-1,片状的TNs对Pb（Ⅱ）具有比线状更高的吸附能力,其中以TNs-24对Pb（Ⅱ）的吸附量最高.TNs-24对Pb（Ⅱ）的吸附结果符合准二级动力学模型和Langmuir模型,吸附平衡时间为120 min;TNs对Pb（Ⅱ）的吸附为放热过程,低温或室温便有较高的吸附量;最佳吸附p H为5.0;当p H为1.0时,TNs-24的解析率可达到99.00%;再生的TNs对Pb（Ⅱ）循环吸附6次的去除率仍可达到97%以上,可见TNs可很好地去除水中重金属Pb（Ⅱ）.因此,最佳合成时间可控制在12-24 h;当溶液中存在共存Cd（Ⅱ）或Ni（Ⅱ）时,TNs-24对Pb（Ⅱ）的平衡吸附量及去除率均有所下降;吸附机制主要是Pb（Ⅱ）与TNs层间的H＋和Na＋发生离子交换作用.