偕胺肟化碳納米管的制備及其對鈾和鉛的吸附研究.pdf

1、由于工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致排放入水體中的重金屬含量越來越高，已經(jīng)達到了不可忽視的地步。由于鈾元素具有放射性和化學(xué)毒性雙重危害，如何有效的處理廢水中的鈾污染已經(jīng)引起了科研人員的廣泛關(guān)注。對于重金屬的另一種元素鉛，與鈾元素相比，雖然沒有放射毒性，但鉛離子的潛在毒性（如致癌、致畸、致突變）也是不能忽視的，尤其是隨著近年來鉛污染事件的頻繁發(fā)生，使人們意識到對廢水中鉛污染的治理也迫在眉睫。
　　本文以多壁碳納米管為原料，先進行羧基化、酰氯化

2、、酰胺化，然后經(jīng)過氰基化、胺肟化得到偕胺肟化碳納米管（AO-MWNTs）。對所得產(chǎn)物進行紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡等表征。通過靜態(tài)實驗，研究在不同的pH值、振蕩時間、溫度、投加量等條件下研究改性碳納米管對鈾和鉛的吸附性能，并對吸附過程進行動力學(xué)和熱力學(xué)分析，借助SEM、FTIR等儀器分析手段探討其吸附機理。
　　實驗結(jié)果表明：當(dāng) pH為5時，改性前碳納米管（raw-MWNTs）和AO-MWNTs對鈾的吸附效果最好，羧基化碳納米管

3、（COOH-MWNTs）和氨基化碳納米管（NH2-MWNTs）對鈾的最佳吸附 pH值為6。隨著吸附時間和鈾初始濃度的不斷增大，這四種吸附材料對鈾的吸附容量都逐漸增大，這四種吸附材料對鈾的吸附能力從大到小依次為：AO-MWNTs>NH2-
　　MWNTs>COOH-MWNTs>raw-MWNTs，而隨著吸附劑投加量的不斷增大，吸附容量不斷降低。在CO32-、SO42-陰離子共存的情況下，對偕胺肟化碳納米管吸附鈾的影響較大，而陽離子Z

4、n2+、Pb2+共存的情況下對該吸附效果的影響較小。動力學(xué)擬合結(jié)果顯示：這四種材料對鈾的吸附都符合準(zhǔn)二級吸附動力學(xué)模型，熱力學(xué)模型符合Langmuir模型。
　　AO-MWNTs在鉛初始濃度為10mg/L、溫度為25℃、pH=6、吸附劑投加量為0.025g時，其對鉛離子的吸附容量能達到17.24mg/g。而未改性的碳納米管在同等條件下對鉛的吸附容量只能達到8.3mg/g。AO-MWNTs對鉛的吸附過程在動力學(xué)方面符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模