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席夫堿改性MCM-41分子篩的制備及其對(duì)鉛離子的吸附性能

2024-08-23 00:00:00吳紅梅徐靖雯郭宇張震斌
分析化學(xué) 2024年1期
關(guān)鍵詞:席夫堿吡啶分子篩

關(guān)鍵詞MCM-41分子篩;席夫堿;改性;吸附;鉛離子

鉛是地球上最豐富的重金屬元素之一, 廣泛存在于空氣、土壤和水等環(huán)境體系中。然而, 鉛離子(Pb2+)具有很強(qiáng)的毒性,能夠通過(guò)食物或呼吸進(jìn)入人體,并在人體內(nèi)富集,導(dǎo)致人發(fā)生多種疾病,如貧血、基因毒性和癌癥等[1-2]。特別是隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,大量含鉛工業(yè)污染物被排放到水中,造成水體污染。因此,迫切需要建立一種高效和經(jīng)濟(jì)的方法去除水中的Pb2+。

近年來(lái),研究者提出多種消除重金屬離子對(duì)環(huán)境危害的方法,如吸附法[3]]、氧化還原法[4]、電化學(xué)法[5]、生物絮凝法[6]和生物修復(fù)法[7]等。在這些方法中,吸附法因具有成本低、環(huán)境友好和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的水處理技術(shù)。吸附材料的選擇會(huì)直接影響重金屬離子的吸附效果。常見(jiàn)的吸附材料有活性炭[8]、海藻酸鈉[9]、氧化石墨烯[10]、樹(shù)脂[11]和分子篩[12]等。然而,上述吸附材料未經(jīng)處理時(shí),對(duì)重金屬離子的吸附能力遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求,通常需要采用一些化學(xué)方法將有機(jī)官能團(tuán)接枝到其表面,使其能夠與溶液中的重金屬離子發(fā)生配位螯合作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬離子的有效去除。因此,尋找合適的有機(jī)官能團(tuán)是提高吸附材料對(duì)重金屬離子吸附性能的關(guān)鍵。

席夫堿是一種結(jié)構(gòu)中含有亞胺或者甲亞胺特性基團(tuán)(—RC=N—)的有機(jī)化合物,可作為電子給予體,與重金屬離子形成穩(wěn)定的配合物。利用席夫堿官能團(tuán)與重金屬離子的配位螯合能力,可將其接枝到吸附材料表面,有助于提高其吸附性能,這為制備重金屬離子吸附劑提供了一條行之有效的技術(shù)路線[13]。Zhang 等[14]利用席夫堿反應(yīng)將水楊醛接枝到SBA-15 介孔分子篩表面,制備了功能化二氧化硅材料,能夠有效吸附廢水中的Pb2+。Liang 等[15]以4-甲基噻唑?yàn)橄驂A配體修飾SBA-15 介孔分子篩,獲得了對(duì)Pb2+吸附性能優(yōu)異的吸附劑。但是, SBA-15 介孔分子篩的制備成本較高,制約了其在水處理中的實(shí)際應(yīng)用。MCM-41 分子篩作為一種價(jià)格低廉的介孔硅材料,因其具有較大的孔徑、比表面積和良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等特性而被廣泛應(yīng)用于吸附分離等領(lǐng)域[16]。然而,利用席夫堿改性MCM-41 介孔分子篩去除Pb2+的研究鮮有報(bào)道。

本研究利用席夫堿反應(yīng)將2-吡啶甲醛接枝到MCM-41 介孔分子篩上,制備了一種新型席夫堿改性MCM-41 分子篩(N-MCM-41),利用其表面席夫堿結(jié)構(gòu)中—RC=N—和吡啶中的氮原子協(xié)同配位作用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)Pb2+的有效吸附。采用多種表征手段系統(tǒng)研究了N-MCM-41 的形貌結(jié)構(gòu)、元素分布和表面官能團(tuán),并詳細(xì)分析了N-MCM-41 對(duì)水溶液中Pb2+的吸附行為。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

DF-101S 集熱式磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司);BSA124S 電子天平(賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司);101-00B 電熱鼓風(fēng)干燥箱(浙江紹興市蘇珀儀器有限公司);SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水真空泵(上海力辰邦西儀器科技有限公司);SRJX-3-12 馬弗爐(沈陽(yáng)通用電爐制造有限公司)。

正硅酸乙酯(TEOS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、NaOH、無(wú)水乙醇、HCl 和Pb(NO3)2(分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);2-吡啶甲醛(分析純,河北百靈威超精細(xì)材料有限公司);3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)和冰醋酸(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 2-吡啶甲醛改性MCM-41吸附劑的制備

2-吡啶甲醛改性MCM-41 吸附劑的制備路線見(jiàn)圖1。稱取2.4 g CTAB 加入到120 mL 超純水中,攪拌至溶液澄清后,再加入10.25 mL 氨水(25%, m/V),攪拌10 min;然后,將10 mL TEOS 滴加到上述混合溶液中,攪拌過(guò)夜。將得到的白色溶液裝入到不銹鋼合成釜中,于110 ℃烘箱中晶化24 h。將得到的樣品在馬弗爐中500 ℃下煅燒6 h,最終得到MCM-41 介孔分子篩。將2.5 g MCM-41 分子篩分散到盛有150 mL 無(wú)水乙醇的燒瓶中,攪拌10 min;再移取2.5 mL APTMS 溶液加入到上述燒瓶中,在N2 氛圍下回流反應(yīng)24 h。反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,經(jīng)無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌、抽濾、干燥,得到氨基改性MCM-41 分子篩,記為NH2-MCM-41。稱取1.0 g NH2-MCM-41,分散到60 mL 無(wú)水乙醇中,并加入1.0 mL 2-吡啶甲醛,攪拌混合均勻后,滴加3~4 滴冰醋酸;在N2 氛圍下回流反應(yīng)24 h。反應(yīng)結(jié)束后,用無(wú)水乙醇對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行反復(fù)洗滌、抽濾和干燥,得到2-吡啶甲醛改性MCM-41 分子篩,記為N-MCM-41。

1.2.2 樣品表征

利用Hitachi S-4800 型掃描電子顯微鏡(FESEM, Hitachi 公司)分析樣品的表面形貌;利用JEM 2010型透射電子顯微鏡(TEM, JEOL 公司)觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu);采用VERTEX 70 型紅外光譜儀(FT-IR,Bruker 公司)測(cè)定樣品表面的官能團(tuán);采用STA449C 型熱重分析儀(TGA, Netzsch 公司)測(cè)定樣品的穩(wěn)定性;利用ESCALAB-250Xi 型X 射線光電子能譜儀(XPS, Thermo Scientific 公司)分析樣品的表面元素的結(jié)合能;采用D/Max2400 型X 射線衍射儀(XRD, Rigaku 公司)分析樣品的晶體結(jié)構(gòu);利用ASAP2460型氣體吸附儀(BET, Micromeritic 公司)測(cè)定樣品的比表面積。

1.2.3 吸附實(shí)驗(yàn)

移取50 mL 一定濃度的Pb(NO3)2 溶液至100 mL 錐形瓶中,加入15 mg N-MCM-41 吸附劑,恒溫水浴攪拌吸附一定時(shí)間后,離心,取上層清液,采用240DUO 原子吸收光譜儀(美國(guó)Agilent 公司)測(cè)定上層清液中的Pb2+濃度。按照公式(1)計(jì)算吸附容量。

其中, q(mg/g)為Pb2+的吸附容量, V(mL)為Pb2+溶液的體積, C0(mg/L)為吸附前Pb2+ 質(zhì)量濃度, C(mg/L)為吸附后Pb2+質(zhì)量濃度, m(g)為吸附劑質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸附劑的表征

圖2A 和2C 分別為MCM-41 分子篩和N-MCM-41 的SEM 圖。由圖2A 可見(jiàn),所合成的MCM-41 分子篩呈球狀和棒狀堆積形貌,這是典型的MCM-41 分子篩的特征形貌[17]。經(jīng)2-吡啶甲醛修飾后, N-MCM-41的形貌無(wú)明顯變化(圖2C)。由TEM 圖(圖2B 和2D)可知, N-MCM-41 分子篩仍然保持著典型MCM-41的二維六方孔道結(jié)構(gòu)[18],并且孔道結(jié)構(gòu)規(guī)則有序。通過(guò)EDX 元素分析(圖2E)可知, N-MCM-41 表面不僅含有C、O 和Si 元素,而且存在N 元素,初步印證了2-吡啶甲醛被引入到N-MCM-41 上。

采用XRD 分析了改性前后MCM-41 分子篩的晶體結(jié)構(gòu)。由圖3A 可知, N-MCM-41 分別在2θ為2.20°、3.79°和4.39°處出現(xiàn)了明顯的衍射峰,對(duì)應(yīng)于(100)、(110)和(200)晶面,說(shuō)明樣品孔道的有序度較高,這與MCM-41 分子篩典型的二維六方結(jié)構(gòu)(p6mm)一致[19]。上述形貌和結(jié)構(gòu)分析說(shuō)明通過(guò)席夫堿反應(yīng)在MCM-41 上引入2-吡啶甲醛的過(guò)程未影響MCM-41 分子篩固有的形貌和介孔結(jié)構(gòu)。

圖3B和3C分別為樣品的N2 吸附-脫附等溫線圖和孔徑分布圖。由圖3B可見(jiàn), MCM-41和N-MCM-41均表現(xiàn)出介孔材料特有的IV 型等溫線和H1 型滯后環(huán)[20],這與XRD 分析結(jié)果一致。采用BJH 模型模擬計(jì)算獲得MCM-41 分子篩的比表面積、孔容和平均孔徑分別為1392.92 cm2/g、1.02 cm3/g 和2.95 nm。與MCM-41 相比較, N-MCM-41 的N2 吸附量明顯減少,并且N-MCM-41 的比表面積、孔容和平均孔徑均降低,分別為734.10 cm2/g、0.43 cm3/g 和2.64 nm(表1)。上述結(jié)果主要?dú)w因于2-吡啶甲醛被接枝到N-MCM-41 孔內(nèi),占據(jù)了其孔道,影響了N2 的吸附-脫附過(guò)程。

由N-MCM-41 的XPS全譜(圖4A)可見(jiàn),在結(jié)合能為153.5、102.0、284.5、533.0和399.5 eV處分別出現(xiàn)了Si 2s、Si 2p、C 1s、O 1s 和N 1s 的特征峰,說(shuō)明N-MCM-41 材料表面含有N 元素,這與EDX 分析結(jié)果(圖2E)一致。由MCM-41 和N-MCM-41 的FT-IR 譜圖(圖4A)可見(jiàn), N-MCM-41 和MCM-41 存在一部分相同的特征峰,其中, 802 和1087 cm–1 處的特征峰分別對(duì)應(yīng)Si—O—Si 的對(duì)稱[21]和不對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰[22],461 cm–1 處的特征峰對(duì)應(yīng)O—Si—O 的彎曲振動(dòng)峰[23], 963 cm–1 處的特征峰對(duì)應(yīng)Si—OH 的伸縮振動(dòng)峰。經(jīng)2-吡啶甲醛改性后, N-MCM-41 出現(xiàn)了新的特征峰,在1442、2982 和1652 cm–1 處的特征峰分別歸屬于—CH2—CH2—的剪式振動(dòng)吸收峰、—CH2 的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰[24]和—C=N—的特征振動(dòng)峰[25]。

由MCM-41 和N-MCM-41 的TGA 曲線(圖4C)可知,在50~800 ℃范圍內(nèi), MCM-41 分子篩的失重為7.5%,這是由于MCM-41 表面和孔道內(nèi)的水分脫附和分子篩表面硅羥基縮合成Si—O—Si 所導(dǎo)致[26]。與MCM-41 相比, N-MCM-41 損失的重量明顯增加,為18.6%。其中,在50~200 ℃范圍內(nèi),重量損失2.5%,這歸因于樣品表面和孔道內(nèi)水分子的蒸發(fā);在200~800 ℃范圍內(nèi),樣品重量損失16.1%,這主要是由于N-MCM-41 表面接枝的有機(jī)官能團(tuán)隨著溫度升高而發(fā)生熱分解。上述XPS、FT-IR 和TGA 結(jié)果說(shuō)明2-吡啶甲醛通過(guò)席夫堿反應(yīng)成功接枝到MCM-41 分子篩上。

2.2 N-MCM-41的吸附性能

2.2.1 吸附等溫線

為了研究N-MCM-41 與Pb2+之間的相互作用,采用Langmuir(公式(2))和Freundlich(公式(3))等溫模型分析所得到的吸附數(shù)據(jù)。

其中, Ce(mg/L)為平衡時(shí)溶液濃度, qe(mg/g)為平衡時(shí)Pb2+吸附容量, qm(mg/g)為最大Pb2+吸附容量,KL(L/mg)是Langmuir 模型的吸附平衡常數(shù), KF(L/g)是Freundlich 模型的吸附平衡常數(shù), n 為與吸附強(qiáng)度有關(guān)的常數(shù)。

不同溫度下Pb2+初始濃度對(duì)N-MCM-41 吸附性能的影響見(jiàn)圖5A。其中, N-MCM-41 吸附劑加入量為15 mg, 溶液pH 值為5.5, 溶液體積為50 mL, 吸附時(shí)間為240 min。由圖5A 可知, N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附容量隨著溫度和Pb2+溶液濃度的升高而增大,說(shuō)明升高溫度有利于吸附Pb2+。當(dāng)Pb2+溶液濃度增至80 mg/L 時(shí),吸附達(dá)到平衡。

圖5B 和5C 分別為N-MCM-41 在不同溫度下的Freundlich 吸附等溫模型和Langmuir 吸附等溫模型擬合曲線,其相關(guān)擬合參數(shù)見(jiàn)表2。對(duì)比分析可知,在溫度為293、303 和318 K 時(shí),采用Langmuir 吸附等溫模型擬合曲線的相關(guān)系數(shù)(R2)分別為0.998、0.992 和0.995,明顯高于相同溫度下Freundlich 模型擬合曲線的相關(guān)系數(shù)(R2=0.936、0.922、0.947)。而且, Langmuir 吸附等溫模型擬合得到的理論吸附容量qm與實(shí)驗(yàn)值相近。上述結(jié)果表明, N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附符合Langmuir 吸附等溫模型,吸附過(guò)程以單分子層為主[27]。本研究中KL 值均小于1,說(shuō)明N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附過(guò)程屬于易吸附過(guò)程[28]。

2.2.2 吸附動(dòng)力學(xué)

圖6A 為N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附容量隨時(shí)間的變化曲線,其中, N-MCM-41 的用量為15 mg, Pb2+濃度為80 mg/L, 吸附溫度為318 K, 溶液pH 為5.5。由圖6A 可見(jiàn),在10~240 min 內(nèi),隨著吸附時(shí)間延長(zhǎng),N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附容量逐漸增大,這是由于在反應(yīng)初期, N-MCM-41 表面吸附位點(diǎn)數(shù)量多,溶液中Pb2+濃度高,具有較高的吸附驅(qū)動(dòng)力,此時(shí)N-MCM-41 表面活性位點(diǎn)能與Pb2+進(jìn)行快速配位。當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)到180 min 時(shí),吸附容量基本不再增加,此時(shí)吸附容量達(dá)到101.3 mg/g。這是因?yàn)殡S著吸附時(shí)間延長(zhǎng),溶液中Pb2+濃度降低,吸附驅(qū)動(dòng)力減小,并且N-MCM-41 表面大量活性位點(diǎn)被Pb2+占據(jù),吸附達(dá)到平衡狀態(tài)。為了進(jìn)一步研究N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附行為和速率控制步驟,采用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(式(4))和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(式(5))對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

式中, qt(mg/g)和qe(mg/g)分別為t(min)時(shí)和平衡態(tài)時(shí)的吸附量, k1(min–1)為準(zhǔn)一級(jí)模型的平衡速率常數(shù), k2(g/(mg·min))為準(zhǔn)二級(jí)模型的平衡速率常數(shù)。

圖6B 和6C 分別為準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,相關(guān)擬合結(jié)果見(jiàn)表3。通過(guò)對(duì)比分析可知,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合曲線的相關(guān)系數(shù)(R2=0.992)遠(yuǎn)高于準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合曲線的相關(guān)系數(shù)(R2=0.939),并且準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型得到的理論吸附容量(101.01 mg/g)與實(shí)驗(yàn)值(101.3 mg/g)更接近。因此, N-MCM-41 吸附Pb2+的過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,主要為化學(xué)吸附[29],說(shuō)明N-MCM-41 表面官能團(tuán)與水溶液中Pb2+的相互作用是實(shí)現(xiàn)有效吸附的關(guān)鍵。

2.2.3 吸附熱力學(xué)

通過(guò)計(jì)算吸附過(guò)程的吉布斯自由能變化(ΔG, kJ/mol)、焓變化(ΔH, kJ/mol)和熵變化(ΔS,J/(mol·K)),研究了在溶液pH = 5.5、N-MCM-41 用量為15 mg、吸附時(shí)間為180 min、Pb2+濃度為80 mg/L 的條件下,不同溫度(298~318 K)對(duì)吸附過(guò)程的影響,相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算公式(6)~(9)如下:

式中, Kc 為分配系數(shù), T(K)是絕對(duì)溫度, R 是理想氣體常數(shù)(8.314 J/(mol·K))。

圖7 為N-MCM-41 吸附Pb2+的熱力學(xué)模型擬合曲線,相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表4。由計(jì)算結(jié)果可知,在N-MCM-41 吸附Pb2+的過(guò)程中, ΔG 均小于0,并且ΔG 隨著溫度升高而降低,說(shuō)明該此吸附過(guò)程為自發(fā)過(guò)程,溫度升高有利于N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附,這與前述吸附等溫模型分析結(jié)果一致。而且, ΔH 和ΔS 均大于0,表明N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附是吸熱和熵增的過(guò)程[30]。

2.2.4 吸附性能對(duì)比

未經(jīng)改性的MCM-41 和N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附性能的對(duì)比見(jiàn)表5。MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附容量?jī)H為12.1 mg/g, 這是由于MCM-41 直接吸附Pb2+的過(guò)程主要是利用其本身的孔道結(jié)構(gòu)所起的物理吸附作用。經(jīng)2-吡啶甲醛修飾后, N-MCM-41 對(duì)于Pb2+的吸附容量顯著提高,達(dá)到101.3 mg/g, 這充分說(shuō)明了本研究中的席夫堿改性過(guò)程能夠賦予MCM-41 更高效的吸附活性位點(diǎn)。對(duì)比近年來(lái)文獻(xiàn)報(bào)道的不同改性MCM-41 吸附劑對(duì)Pb2+的吸附容量(表5)可知, N-MCM-41 對(duì)Pb2+具有較高的吸附能力,說(shuō)明N-MCM-41吸附劑在處理含鉛廢水方面具有良好的應(yīng)用前景。

2.2.5 吸附機(jī)理

為了進(jìn)一步闡明N-MCM-41 與Pb2+之間的相互作用機(jī)理,利用XPS 研究了N-MCM-41 吸附Pb2+前后的表面化學(xué)狀態(tài)。圖8A 為N-MCM-41 吸附Pb2+前后的XPS 全譜,當(dāng)N-MCM-41 吸附Pb2+后,在138.7 和143.7 eV 處出現(xiàn)了Pb 的譜峰(圖8B),分別對(duì)應(yīng)Pb 4f7/2 和Pb 4f5/2 特征峰[36],表明N-MCM-41 成功吸附了Pb2+,這與EDX 分析結(jié)果(圖8E)一致。圖8C 為N-MCM-41 吸附Pb2+前/后的C 1s 譜圖,未吸附Pb2+時(shí),N-MCM-41 在284.5 eV(C—C/C=C)、285.8 eV(C—N)和287.1 eV(C=N)處出現(xiàn)3 個(gè)譜峰[37];吸附Pb2+后, C—N 與C=N 峰的結(jié)合能分別移動(dòng)至286.0 和287.8 eV。圖8D 為N-MCM-41 吸附Pb2+前/后的N 1s 譜圖,吸附Pb2+后, N 1s 結(jié)合能升高,由398.7 eV(C—C=N/—C—N)和399.7 eV(—NH2)[38]分別移動(dòng)至399.5 和401.2 eV。這是由于N 原子提供的孤對(duì)電子進(jìn)入到Pb 原子提供的空軌道中,與Pb2+配位后,N 原子的電子云密度降低,導(dǎo)致結(jié)合能升高。上述XPS 表征結(jié)果充分說(shuō)明在吸附Pb2+的過(guò)程中,N-MCM-41 的表面官能團(tuán)與Pb2+發(fā)生了螯合配位作用。

2.2.6 吸附劑的再生性和吸附選擇性

將吸附Pb2+的樣品置于0.1 mol/L HCl 溶液中,室溫下攪拌3 h 后,經(jīng)離心和干燥后再進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖9A 所示。N-MCM-41 重復(fù)使用5 次后,其吸附容量有所下降。這主要是由于經(jīng)過(guò)多次吸附-再生后, N-MCM-41 孔內(nèi)壁上仍然會(huì)吸附一定的Pb2+,占據(jù)了孔道內(nèi)的吸附位點(diǎn),導(dǎo)致吸附性能下降,與孔結(jié)構(gòu)分析結(jié)果(表6)一致。但吸附容量?jī)H下降19.73%,說(shuō)明N-MCM-41 具有良好的可重復(fù)再生性。為了研究N-MCM-41 在雙金屬溶液體系內(nèi)的吸附選擇性,分別測(cè)試了N-MCM-41 對(duì)Pb2+/Fe2+和Pb2+/Cu2+的吸附性能,其中Pb2+濃度和其它金屬離子濃度均為80 mg/L(圖9B)。結(jié)果表明,在Fe2+和Cu2+存在下,盡管N-MCM-41的吸附性能有所下降,但仍然保持對(duì)Pb2+較高的吸附能力(gt; 80 mg/g), 說(shuō)明N-MCM-41 對(duì)Pd2+具有較好的吸附選擇性。

3 結(jié)論

采用席夫堿反應(yīng)成功地將2-吡啶甲醛接枝到MCM-41分子篩上,獲得了一種新型席夫堿改性MCM-41分子篩(N-MCM-41),研究了N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附性能。N-MCM-41 對(duì)Pb2+的吸附容量為101.3 mg/g,吸附過(guò)程符合Langmuir 吸附等溫模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,屬于自發(fā)、熵增的吸熱過(guò)程。此吸附劑具有良好的再生性能,經(jīng)過(guò)5 次吸附-脫附實(shí)驗(yàn)后,吸附容量?jī)H下降19.73%;此吸附劑還具有良好的吸附選擇性。XPS 分析結(jié)果表明, N-MCM-41 表面的官能團(tuán)與Pb2+之間發(fā)生了螯合配位作用,使得N-MCM-41對(duì)Pb2+具有良好的吸附性能。本研究為開(kāi)發(fā)高效經(jīng)濟(jì)的重金屬離子吸附劑提供了參考。

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