鑭固定化電紡殼聚糖納米纖維對水中砷酸鹽的高效去除

DOI：10.1016/j.colsurfa.2020.124417

制備了固定在電紡殼聚糖納米纖維（CSN）上的新型鑭吸附劑CSN-La，并將其用作去除砷酸鹽的吸附劑。考察了pH值、接觸時間、砷酸鹽濃度以及柱吸附等因素對吸附效果的影響。結果表明，CSN-La對砷酸鹽的吸附具有pH依賴性。CSN-La吸附砷的實驗數據符合擬二級動力學模型和Langmuir模型。CSN-La的飽和吸附量達83.6 mg/g，明顯高于CSN。當存在共存陰離子（氯離子，硫酸根，硝酸根，碳酸氫根）時，CSN-La表現出較好的砷去除效果。CSN-La的吸附性能來源于其特殊的結構特征，主體材料CSN有利于通過靜電吸附預富集砷酸鹽，而固定化的鑭通過特定的相互作用表現出較好的砷去除效果。使用CSN-La進行柱吸附可有效處理大約2650床層體積（BV）的進料溶液，直到突破為止（從進水210μg/L到出水<10μg/L）。廢棄的CSN-La在用氫氧化鈉溶液洗脫后可以重復使用。所得結果表明，CSN-La在有效去除含砷酸鹽的水方面具有很大的潛力。

圖1.（A）CSN的SEM圖像。（B）CSN-La的SEM圖像。（C）CSN-La的SEM放大圖像。

圖2.（A）（a）CSN和（b）CSN-La的XRD圖；（B）（a）CSN和（b）CSN-La的FTIR光譜。

圖3.（A）吸附As前后CSN和CSN-La的X射線光電子寬掃描光譜（a：CSN，b：CSN-La，c：吸附As的CSN，d：吸附As的CSN-La）。（B）La3d的高分辨率XPS。（C）CSN（N 1s）。（D）CSN-La（N 1s）。（E）吸附As的CSN（N 1s）。（F）CSN（O 1s）。（G）CSN-La（O 1s）。（H）吸附As的CSN-La（O 1s）。（I）吸附As的CSN-La（As 3d）。

圖4.（A）CSN-La和CSN的砷酸鹽吸附能力與溶液pH的關系。（B）CSN-La和CSN的Zeta電位的pH依賴性。

圖5.砷酸鹽在CSN（A）和CSN-La（B）上吸附的擬一級和擬二級動力學擬合。

圖6.在沒有共存陰離子的情況下砷酸鹽的吸附等溫線（A），共存陰離子對砷酸鹽在CSN-La和CSN（B-F）上吸附的影響。

圖7.CSN和CSN-La從合成溶液中去除As的穿透曲線。