纳米纤维素-聚乙烯亚胺-聚吡咯复合气凝胶对Cr(VI)的光催化还原及循环吸附

作     者：杨明琰 蔡晓丹 陈欣玥 安琳玉 邢建宇 YANG Mingyan;CAI Xiaodan;CHEN Xinyue;AN Linyu;XING Jianyu

作者机构：长安大学水利与环境学院西安710054 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 水利部旱区生态水文与水安全重点实验室西安710054 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第41卷第6期

页      面：3032-3041页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：陕西省重点研发计划:农林废弃物木质纤维素类生物质全组分资源化利用技术研究(2021SF-443) 

主　　题：光催化 纳米纤维素 气凝胶 聚吡咯 Cr(VI) 光还原 循环吸附 

摘      要：吸附与光催化还原相结合可以在光照条件下将Cr(VI)还原成低毒性的Cr(III)并固定在吸附材料中,是一种很有前景的铬污染治理方法。本文以纳米纤维素-聚乙烯亚胺气凝胶(CPA)为骨架,通过吡咯原位氧化聚合制得纳米纤维素-聚乙烯亚胺-聚吡咯(CPP-F)光敏感复合气凝胶。采用SEM、FTIR、UV-vis、XPS对气凝胶进行表征。通过黑暗及光照条件的对比,研究了CPP-F复合气凝胶对Cr(VI)的吸附、光催化原位还原及循环吸附性能,并对其循环吸附机制进行了分析。结果表明:CPP-F为黑色、结构均匀稳定的多孔气凝胶,在紫外、可见光和近红外区域均有较强的光吸收。负载Cr(VI)的CPP-F经光照处理后,Cr(III)含量由黑暗条件下29.76wt%上升至72.33wt%,其还原率是黑暗条件下的2.43倍,表明聚吡咯(PPy)具有优异的光催化性能,光照处理可促进Cr(VI)的原位还原。经过6次循环吸附,光照处理下CPP-F对Cr(VI)的循环吸附量比黑暗处理高64.97%,其原因可能是光催化还原产生的Cr(III)为Cr(VI)提供了新的吸附位点,促进了Cr(VI)的循环吸附。吸附-光催化还原-循环吸附相结合的方法比单一吸附法更具优势,在Cr(VI)污染治理方面有很大的应用潜力。