探索用于废水重金属去除的原始和铁磁性纳米复合糖渣吸附剂:动力学、等温线和热力学研究

时间:2026年5月16日
来源:ChemistrySelect

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摘要 水源中的重金属污染对环境和人类健康构成威胁,因此去除这些污染物至关重要。本文研究了铁磁性和原始糖渣吸附剂在废水中对Pb(II)、Cu(II)和Fe(III)的吸附性能。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析证实,原始糖

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摘要

水源中的重金属污染对环境和人类健康构成威胁,因此去除这些污染物至关重要。本文研究了铁磁性和原始糖渣吸附剂在废水中对Pb(II)、Cu(II)和Fe(III)的吸附性能。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析证实,原始糖渣和铁磁性糖渣吸附剂上存在O─H、C─H、C═O等官能团,而铁磁性吸附剂还含有新的N-H基团。扫描电子显微镜(SEM)观察显示,铁磁性吸附剂表面粗糙且不规则,原始糖渣吸附剂则呈现片状折叠结构。能量色散X射线光谱(EDX)分析表明,两种吸附剂均富含氧元素,铁磁性吸附剂中还含有氮元素。实验结果显示,铁磁性吸附剂对重金属离子的去除效率为82%–97%,原始糖渣吸附剂的去除效率为65%–88%。吸附等温线数据显示,铁磁性吸附剂对Cu(II)、Fe(II)和Pb(II)的吸附容量分别为206.54 mg/g、214.56 mg/g和139.85 mg/g;原始糖渣吸附剂的吸附容量分别为74.67 mg/g、68.75 mg/g和83.89 mg/g。伪二级动力学模型很好地描述了重金属离子的非均相吸附过程。此外,实验还观察到重金属去除过程符合热力学上的自发吸附规律。铁磁性纳米复合吸附剂的快速吸附和再生性能表明其在水中的重金属吸附应用具有巨大潜力。

图形摘要

与原始糖渣相比,基于糖渣的铁磁性纳米复合吸附剂对重金属离子的吸附效果更佳,10分钟内吸附效率即可达到80%以上。即使经过五次再生循环,其吸附性能依然良好。吸附过程遵循伪二级动力学规律,属于自发且放热的吸附过程。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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