超声氧化多壁碳纳米管对水中Ni(Ⅱ)的吸附效能

作     者：侯嫔 杨晓瑜 霍燕龙 张南南 刘昊 郭建辉 董慧峪 强志民 HOU Pin;YANG Xiaoyu;HUO Yanlong;ZHANG Nannan;LIU Hao;GUO Jianhui;DONG Huiyu;QIANG Zhimin

作者机构：中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室北京100085 

出 版 物：《环境工程学报》 (Chinese Journal of Environmental Engineering)

年 卷 期：2021年第15卷第7期

页      面：2256-2264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：国家重点研发计划资助项目(2018YFC0406404-5) 中央高校越崎青年学者资助项目(2020QN09) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2020YQHH03) 

主　　题：超声氧化 多壁碳纳米管 吸附 Ni(Ⅱ) 

摘      要：针对地下水中微量致癌物——Ni(Ⅱ)的超标问题,开发了一种超声氧化多壁碳纳米管(MWCNTs-Mn)吸附剂,并将其用于去除水中Ni(Ⅱ)。通过单因素变量法优化了MWCNTs-Mn的制备条件,基于动力学和等温吸附实验考察了MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的吸附效能,最后基于表面物化特性分析了MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的吸附机理。结果表明:在KMnO_(4)投量为2.1 g、超声氧化时间为2.5 h、温度为35℃时,MWCNTs-Mn对Ni(Ⅱ)吸附效能最佳,MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的最大吸附量可达22.37 mg·g^(−1),比氧化前提高了16.61倍;MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的吸附可用Langmuir等温吸附模型(R^(2)=0.9962)和准二阶动力学吸附模型(R^(2)=0.9971)拟合,说明该吸附为单分子层吸附和化学吸附;与超声氧化前相比,MWCNTs-Mn的中孔孔容降低了72.25%,O含量增加了12.68%,这说明超声氧化增加了MWCNTs-Mn表面的亲水性含氧官能基团(羟基和羧基)含量,并通过与水中Ni(Ⅱ)的表面络合进而提高其吸附效能。此吸附材料的优化合成可为地下水中Ni(Ⅱ)的有效去除提供技术支持。