炭前驅(qū)體改性材料的制備及其對金屬離子吸附性能的研究.pdf

1、炭材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，已展顯示出了其對金屬離子的優(yōu)良吸附性能，但用不同方法對炭前驅(qū)體進(jìn)行改性的研究較少。因此，通過改性的方法制備炭材料，并研究含氮氧基團(tuán)對材料吸附性能的影響，具有重要的意義。
　　本文用含氧基團(tuán)的戊二醛（GA）交聯(lián)聚乙烯醇（PVA），制備前驅(qū)體，700℃炭化，制備只有含氧基團(tuán)的改性材料C(PVA-GA)700。用含氮基團(tuán)的交聯(lián)N,N-亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）與羧甲基纖維素（CMC）和甲基丙烯酸反應(yīng)，制備

2、前驅(qū)體，700℃炭化，制備有含氧基團(tuán)和少量含氮基團(tuán)的改性材料 C(CMC-MAA)700。對有豐富含氮基團(tuán)的三聚氰胺-尿素-甲醛（MUF）樹脂進(jìn)行接枝，制備前驅(qū)體，250℃炭化，得到含氧基團(tuán)和含氮基團(tuán)豐富的PMAA-g-MUF炭化材料。
　　采用紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡（SEM）等儀器對上述材料進(jìn)行表征，研究了含氧基團(tuán)和含氮基團(tuán)對材料對金屬離子的吸附性能的影響。改性材料對 Cu2+的吸附結(jié)果表明：上述改性材料對Cu2+的吸

3、附量隨著含氮基團(tuán)的增加而增大；材料對Cu2+的吸附過程均符合準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型，且吸附容量基本均隨pH的增加和溫度的升高而增大，吸附行為以化學(xué)吸附為主。在25℃、pH為4.5的 Cu2+溶液中，改性材料 C(PVA-GA)700、C(CMC-MAA)700和PMAA-g-MUF炭化材料對Cu2+的吸附容量分別可達(dá)16.5 mg·g-1、24.5 mg·g-1和28.4mg·g-1。
　　此外，由于材料中同時(shí)存在含氧基團(tuán)和含氮基團(tuán)，具

4、有一定的螯合作用，可將C(CMC-MAA)700和PMAA-g-MUF炭化材料用于稀土離子的吸附中。結(jié)果表明，兩種材料均對La3+有吸附作用；在25℃、pH為3.5的La3+溶液中，兩種改性材料對La3+的吸附容量分別可達(dá)13.5 mg·g-1和21.1 mg·g-1。
　　結(jié)合本課題組已有研究結(jié)果，葵花盤有含氧基團(tuán)和含氮基團(tuán)，在25℃、pH為3.0的Al3+溶液中，于750℃炭化的750KH-1:1KOH材料，對Al3+的吸附量