RSC Adv.：碳納米纖維接枝聚合物用于去除污水中汞的動力學、等溫線和熱力學研究

DOI: 10.1039/d0ra08882j

這項工作旨在合成棕櫚碳纖維（PCF）表面接枝聚三甲酰氯和聚乙烯亞胺。使用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、掃描電子顯微鏡（SEM）和能量色散X射線光譜（EDX）對所制備的PCF進行結構表征。然后在四種不同的溫度（298、308、318和328K）下，利用批量吸附研究評估了所制備的PCF去除水溶液中汞（Hg（II））的性能。對初始濃度、pH值、劑量、接觸時間等汞吸附實驗參數進行了優化。當去除率為100％時，其pH值為5-7，溫度為298K，吸附劑量為100 mg L-1，因此在上述條件下進行了動力學、等溫線和熱力學研究。根據Langmuir吸附等溫線，PCF對Hg（II）的最大吸附容量為19.2 mg g-1。此外，實驗結果符合偽二級模型，R2＞0.99，描述了吸附動力學機理。在本研究條件下，吸附過程是自發的且具有吸熱特性。

圖1.PCF的SEM圖像和EDX光譜，以及PCF中N的映射圖。

圖2.PCF的FTIR光譜。

圖3.pH對PCF去除水性介質中汞的影響。

圖4.接觸時間和吸附物初始濃度對PCF去除水性介質中汞的影響。

圖5.吸附劑用量對PCF去除水性介質中汞的影響。

圖6.溫度對PCF去除水性介質中汞的影響。

圖7.在298K下，PCF去除水溶液中汞的動力學研究：（a）容量圖，（b）Lagergren一階模型；（c）偽二階模型；（d）韋伯粒子內擴散模型。

圖8.在不同溫度下，PCF去除水溶液中100 mg L-1汞的動力學研究：（a）容量圖，（b）Lagergren一階模型；（c）偽二階模型；（d）韋伯粒子內擴散模型。

圖9.PCF去除水性介質中汞的等溫線模型；（a）Langmuir；（b）Freundlich；（c）Temkin等溫模型；（d）Dubinin-Radushkevich等溫模型。

圖10.不同溫度下汞吸附過程的van't Hoff圖。