可渗透反应墙结合CoFe₂O₄/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb（Ⅱ）及其吸附机理研究

来源期刊：有色金属工程2020年第6期

论文作者：韩承辉 谢伟芳

文章页码：120 - 128

关键词：CoFe₂O₄/GO;纳米复合材料;Pb(Ⅱ);动力学;等温吸附;

摘    要：为探究氧化石墨烯负载高铁酸钴（CoFe₂O₄/GO）纳米复合材料性质及其对水溶液中Pb（Ⅱ）的去除效果,采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、超导量子干涉仪（SQUID）、拉曼光谱及N₂吸附对合成的CoFe₂O₄/GO纳米复合材料进行表征,利用可渗透反应墙对材料实用性进行探究,探索反应过程中不同酸度及温度对Pb（Ⅱ）去除效果的影响,并利用动力学及等温吸附对CoFe₂O₄/GO纳米复合材料去除水溶液中Pb（Ⅱ）的机理进行研究。结果表明,XRD表征发现GO的晶面及CoFe₂O₄的立方晶系尖晶石型结构。FTIR光谱显示Co-O和Fe-O振动,且CoFe₂O₄/GO表面含有大量-OH、-C=O、及-COO-等不饱和基团。SEM谱图观察到出CoFe₂O₄发生了部分团聚,且观察到存在一些空隙结构,其平均粒径为48.93nm。XPS表征观察到CoFe₂O₄/GO表面含有C、O、Fe、Co等元素,且有Co2p存在。通过CoFe₂O₄/GO磁性表征,其饱和磁化强度约为27.01A·m²/kg。该复合材料D峰:G峰的比值较高,表明含有大量含氧基团。CoFe₂O₄/GO的BET比表面积为148.672 3m²/g,孔径集中在3.93nm左右。可反应渗透强处理模拟废水,在100min后逐渐达到饱和,在4次内重复利用该材料可取的很好效果。pH值在8时为反应体系最优酸度,随着温度的升高,Pb（Ⅱ）去除率随之增加,温度升高有利于吸附。Freundlich吸附等温方程及准二级动力学更适用于描述CoFe₂O₄/GO吸附Pb（Ⅱ）的过程。可渗透反应墙结合CoFe₂O₄/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb（Ⅱ）具有良好效果。