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Eu(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)在多壁碳纳米管上的吸附

唐玉琴  
【摘要】:多壁碳纳米管(MWCNTs)与氧化剂接触会在其表面引入含氧基团,从而影响其表面酸碱性质及其与金属离子的相互作用,这正是有效利用MWCNTs的基础,也是深入理解其环境行为的基础。 采用不同浓度的硝酸(质量百分数分别为22%,44%,66%)氧化原始碳纳米管(MWCNTs-0)的方法,制备得到了氧化程度不同的多壁碳纳米管(MWCNTs-x, x表示氧化时所用硝酸浓度)。使用透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)表征了MWCNTs-x;测定了其比表面积;采用连续电位滴定法在三个不同离子强度下(0.01,0.1,0.4 mol/L NaCl)对MWCNTs-x的表面酸碱性质进行了研究。结果表明,随着氧化程度的增加,MWCNTs-x含氧基团数量增加,但氧化对其比面积并无明显影响。 采用批式法分别研究了Eu(Ⅲ)和Cu(Ⅲ)在MWCNTs-x上的吸附行为。考察了溶液pH、离子强度、吸附质浓度、固液比以及富里酸(FA)和水杨酸(SA)对吸附的影响。结果表明:氧化程度对Eu(Ⅲ)在MWCNTs-x上的吸附存在显著影响,MWCNTs-x对Eu(Ⅲ)的吸附都随pH值的增大而增加,随离子强度的增大而减小;此外,Eu(Ⅲ)的吸附比较符合Freundlich吸附等温线。pH对Cu(Ⅱ)在MWCNTs-66上的吸附有显著影响,但吸附受离子强度的影响微弱;FA对Cu(Ⅱ)在MWCNTs-66上的吸附有明显的促进作用,但SA对Cu(Ⅱ)的吸附几乎没有影响;Cu(Ⅱ)在MWCNTs-66匕的吸附符合Langmuir和Freundlich方程。 上述研究结果表明,氧化显著增加了多壁碳纳米管表面含氧基团,增强了其对重金属离子的吸附容量。氧化多壁碳纳米管在重金属污水处理及放射性废物管理等方面具有良好的应用前景。


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