硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学

摘要：

以蔗糖为碳源、硼酸为硼源,采用水热法和化学活化法制备出硼掺杂多孔碳球(boron-doped porous carbon spheres,B-PCS),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)对B-PCS进行物理表征分析,探究B-PCS吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学.结果表明,B-PCS为球状无定型结构的碳材料,直径为1～6μm,比表面积达672.2 m2·g-1,孔体积为0.356 cm3·g-1,且表面含有大量的含氧和含硼官能团,这些特性可以为Cd(Ⅱ)提供更多的活性吸附位点,有利于提高B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附性能.动力学符合准二级动力学模型,B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附为化学吸附控制过程,内扩散和Boyd模型表明粒子内扩散不是控制吸附速率的唯一因素.Freundlich方程能更好地模拟吸附等温线,最大理论吸附量为41.5 mg·g-1,0<RL<1,说明B-PCS吸附Cd(Ⅱ)为有利吸附.吉布斯自由能(ΔG0)小于0,焓变(ΔH0)大于0,熵变(ΔS0)大于0,表明B-PCS吸附废水中的Cd(Ⅱ)为自发、吸热、熵增的过程.

关键词：吸附、硼掺杂、多孔碳球、热力学、动力学、镉

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分类号：TQ132.4+4

资助基金：国家自然科学基金青年基金;河南省科技发展计划;河南省高等学校重点科研项目;河南工程学院博士基金;2019年度河南省青年人才托举工程

在线出版日期：2020-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1544-1550