支化聚乙烯亚胺功能化磁性纳米吸附剂的制备及对Cu^(2+)的吸附研究

作     者：崔灿 牛姣姣 谢雅典 胡海良 张建辉 林森 CUI Can;NIU Jiaojiao;XIE Yadian;HU Hailiang;ZHANG Jianhui;LIN Sen

作者机构：贵州民族大学化学工程学院贵阳550025 中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压院重点实验室贵阳550081 

出 版 物：《地球与环境》 (Earth and Environment)

年 卷 期：2022年第50卷第4期

页      面：593-600页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 081704[工学-应用化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：贵州省科技计划项目(黔科合基础1173) 贵州省科技计划项目(黔科合基础1Y163) 贵州省科技计划项目(黔科合基础1170) 贵州省科技计划项目(黔科合支撑326) 国家自然科学基金(52062005) 

主　　题：支化聚乙烯亚胺 四氧化三铁纳米粒子 吸附 Cu^(2+) 

摘      要：为解决水体中重金属Cu^(2+)污染,本研究首先采用水热法制备得到超顺磁四氧化三铁纳米粒子,然后使用对Cu^(2+)具有强络合作用的含有丰富氨基官能团的支化聚乙烯亚胺接枝到纳米粒子表面,得到Fe3O4@BPEI磁性纳米吸附剂。采用红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等对其结构、尺寸及形貌进行表征。研究了不同吸附因素对吸附剂吸附Cu^(2+)的影响,确定了最佳吸附条件,并通过吸附动力学模型和吸附等温线模型进一步探讨吸附机理。结果表明:支化聚乙烯亚胺成功接枝到四氧化三铁纳米粒子表面。最佳吸附条件为pH=6.0、吸附平衡时间为40 min、吸附剂用量为10 mg。通过实验数据拟合,Fe_(3)O_(4)@PEI吸附Cu^(2+)的过程符合Langmuir等温吸附方程和拟二级动力学模型,表明吸附过程为化学吸附控制的单分子层覆盖,在303 K时,模型理论饱和吸附量为141.24 mg/g。表明支化聚乙烯亚胺修饰的磁性纳米吸附剂对Cu^(2+)具有较强的吸附能力,对水体中Cu^(2+)的去除具有一定的应用前景。