| 硼掺杂微介孔碳球对镉的吸附特性及机理 |
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| 引用本文： | 陈锋,张谋,朱颖,周正文,和晶亮,杜江,马培.硼掺杂微介孔碳球对镉的吸附特性及机理[J].生态环境学报,2019(6):1193-1200. |
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| 作者姓名： | 陈锋 张谋 朱颖 周正文 和晶亮 杜江 马培 |
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| 作者单位： | 河南工程学院资源与环境学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金青年基金项目(41401549);河南省科技攻关计划项目(172102310073);河南省高等学校重点科研项目(19A610004);2019年度河南省青年人才托举工程项目;河南工程学院博士基金项目(D2017011) |
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| 摘 要： | 含镉(Cd^2+)废水不仅来源广泛且毒性强,易对生态环境及人类健康造成极大危害,因此研究水中Cd^2+的去除具有重要意义。以蔗糖为碳源,硼酸为掺杂剂,利用水热和化学活化相结合的方法制备了硼掺杂微介孔碳球(boron-doped micro-mesoporous carbon spheres,B-MMPC),并首次研究了硼掺杂量、吸附时间、pH、吸附剂质量、初始质量浓度与温度对Cd^2+吸附效果的影响。结果表明,硼掺杂有利于提升碳材料对Cd^2+的吸附效果,B-MMPC-3吸附Cd^2+的最佳pH=5,12 h基本达到吸附平衡,温度升高对吸附有利。当碳投加量为40 mg,p H=5,Cd^2+初始质量浓度为110 mg·L^-1,取50 mL Cd^2+溶液,在298 K下吸附12 h后,B-MMPC-3对Cd^2+的吸附量高达41.9 mg·g^-1;且在相同实验条件下,温度升高到308 K和318K时,B-MMPC-3对Cd^2+的吸附量分别是42.9mg·g^-1和43.3mg·g^-1。利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、比表面积(BET)、红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)表征吸附Cd^2+前后B-MMPC-3的形貌结构证实,B-MMPC-3为具有微介孔结构的碳球,直径为1-6μm,样品中硼、碳和氧的质量分数分别为6.46%、90.43%和3.11%,比表面积和孔体积分别为672.3m2·g^-1和0.36cm3·g^-1,表面存在着丰富的含氧和含硼官能团。而且,提出了B-MMPC-3对Cd^2+的吸附机理主要有静电吸引、孔隙吸附以及O-B-O、C=O、-OH等官能团络合。B-MMPC-3对Cd^2+的吸附取得了较好的效果,有利于促进B-MMPC-3在其他重金属废水(铅、铜、铬、砷等)或印染废水(亚甲基蓝、橙黄G、甲基紫等)领域中的应用。
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| 关 键 词： | 硼掺杂 微介孔 镉 吸附特性 机理 |
Adsorption Characteristics and Mechanism of Cadmium by Boron-doped Micro-mesoporous Carbon Spheres |
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| CHEN Feng,ZHANG Mou,ZHU Ying,ZHOU Zhengwen,HE Jingliang,DU Jiang,MA Pei.Adsorption Characteristics and Mechanism of Cadmium by Boron-doped Micro-mesoporous Carbon Spheres[J].Ecology and Environment,2019(6):1193-1200. |
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| Authors: | CHEN Feng ZHANG Mou ZHU Ying ZHOU Zhengwen HE Jingliang DU Jiang MA Pei |
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| Institution: | (School of Resource and Environment,Henan University of Engineering,Zhengzhou 451191,China) |
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| Abstract: | CHEN Feng;ZHANG Mou;ZHU Ying;ZHOU Zhengwen;HE Jingliang;DU Jiang;MA Pei(School of Resource and Environment,Henan University of Engineering,Zhengzhou 451191,China) |
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| Keywords: | boron-doped micro-mesoporous cadmium adsorption characteristics mechanism |
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