纳米MnO_(2)炭基复合材料的制备及吸附去除水中La(Ⅲ)离子性能研究

作     者：邹成龙 吴群 徐志威 聂发辉 ZOU Chenglong;WU qun;XU Zhiwei;NIE Fahui

作者机构：华东交通大学土木建筑学院南昌330013 

出 版 物：《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)

年 卷 期：2024年第24卷第6期

页      面：2356-2369页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：江西省自然科学基金面上项目(20224BAB204070) 江西省自然科学基金青年项目(20212BAB214012) 江西省研究生创新专项资金项目(YC2023-S496) 江西省博士后研究人员日常经费资助项目(2021RC25) 

主　　题：环境工程学 稀土离子 镧 生物炭 纳米MnO2 吸附 

摘      要：稀土是一种珍贵的战略资源,但其开发冶炼过程会产生大量废水并造成严重的环境污染,因此如何高效吸附去除废水中稀土离子被大量研究。通过共沉淀法将纳米MnO_(2)负载至生物炭(Biochar, BC)表面,得到纳米MnO_(2)炭基复合材料(Nano-MnO_(2)Carbon Matrix Composites, MBC),并用于吸附去除废水中的La(Ⅲ)离子。研究通过表征分析材料的物理和化学结构变化,考察了应用环境条件对MBC吸附La(Ⅲ)离子性能的影响,在308 K、pH=6.0条件下,0.55 g/L MBC对20 mg/L La(Ⅲ)离子模拟废水进行吸附处理,24 h后吸附效率达到95.65%。吸附动力学、等温线和热力学研究显示,MBC对La(Ⅲ)离子的吸附过程符合拟一级动力学模型和Langmuir模型,为单分子层吸附,最大吸附质量比可达43.49 mg/g;通过D-R模型计算的Es为23.12 kJ/mol,表明吸附过程偏向于化学吸附,且是自发的吸热过程。MBC经5次循环后,吸附性能仍达到初始吸附质量比的79.18%,MBC作为炭基吸附剂用于吸附水中的La(Ⅲ)离子,展现出一定的应用前景。