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普鲁士蓝锚定电纺介孔二氧化硅纳米纤维的制备及其对铯离子的吸附和解吸
2022/3/18 15:57:01 admin

DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.133318

 

为了制备高效的Cs离子吸附剂并防止普鲁士蓝(PB)胶体颗粒在使用过程中意外损失,通过二次暴露于Fe(III)离子的新方法将PB固定在电纺介孔二氧化硅纳米纤维(MSFs)表面上。为了在MSFs上引入PB,使用乙二胺基功能化MSFs以结合Fe(III)离子,从而牢固地锚定PB。MSFs经Fe(III)离子预处理并暴露于K4[Fe(II)(CN)6]以形成PB。研究发现,该过程没有在MSFs上提供足够量的PB。为了增加PB的量,在初始PB形成后,再次用Fe(III)离子处理MSFs,以便残留在MSFs上的未反应K4[Fe(II)(CN)6]可以变成PB。纳米纤维吸附剂的吸附等温线和动力学研究表明发生了单层化学吸附。采用二次暴露于Fe(III)离子的方法测得的最大Cs离子吸附容量为14.66 mg/g,比未采用该方法制备的情况高出2.24倍。Cs离子选择性地吸附在其他阳离子之上,并且可以在酸性和碱性条件下去除,这大概是因为强大的MSFs吧!

 

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图1.(a,b)MSFs、(c,d)MSF-DA和(e,f)MSF-DDA-PB和(g)MSF-DDA-PB的SEM图像以及EDS映射图像。

 

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图2.(a)MSFs(煅烧前)、MSFs、MSF-DA、MSF-SDA-PB、MSF-DDA-PB和PB的FT-IR光谱。(b)MSFs、(c)MSF-DA和(d)MSF-DDA-PB的XPS光谱。

 

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图3.不同吸附剂用量对Cs离子去除效率的影响。[Cs离子]=100ppm,吸附时间:12小时。

 

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图4.MSF-DDA-PB的(a)Langmuir和(b)Freundlich等温线模型线性拟合图([Cs离子]=10ppm;吸附剂重量=30、50、70、100、150和200mg;溶液体积=10mL)。

 

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图5.(a)MSF-DDA-PB随吸附时间变化的Cs离子吸附容量及其(b)准一级和(c)准二级动力学模型线性拟合图。MSF-DDA-PB:120mg,[Cs离子]=100ppm。

 

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图6.(a)pH值对Cs离子去除效率的影响,(b)MSF-DDA-PB对Na、K或Ca离子混合物中Cs离子的选择性。[阳离子]=100ppm,[Cs离子]=100ppm,MSF-DDA-PB:120mg。

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