纳米材料型吸附剂对微量金属吸附研究报告
利用碳纳米管吸附溶液中金属离子的研究进展_王莹
V ol .38N o .3·32·化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICA L M A T ERIA LS 第38卷第3期2010年3月作者简介:王莹(1983-),女,长春工业大学硕士研究生,研究专业:化学工程。
利用碳纳米管吸附溶液中金属离子的研究进展王 莹 贺岩峰(长春工业大学,长春130012)摘 要 碳纳米管具有中空层状结构,大的比表面积和长径比,高的化学稳定性和热稳定性以及端帽、内腔、管壁容易被修饰等特点,是一种较为理想的吸附材料。
综述了碳纳米管与吸附相关的结构和性质,分析了经硝酸氧化处理过的碳纳米管对溶液中金属离子的吸附作用原理,以及pH 值、离子浓度对吸附作用的影响。
讨论了将碳纳米管对金属离子的吸附作用与分离富集技术相联系,应用于元素分析测定,能够提高方法灵敏度,降低了元素检出限。
在仪器分析方面将有巨大潜力。
关键词 碳纳米管,金属离子,吸附,应用,分离富集A review on adsorption of metal ions from solution by carbon nanotubesWang Ying H e Yanfeng(Chang chun Univ ersity o f Technolog y ,Changchun 130012)A bstract Carbon nano tubes with lay ered structure a re ideal adso rption ma te rials .T hey have lar ge surface areas ,high aspec t ratio s ,hig h chemical stabilities and high thermal stabilities .T he end caps ,cav ity and wall features of the car -bon nano tubes are easily mo dified .Rela ted structures and pr operties about adsor ption of carbon nanotubes w ere reviewed .T he principle o f adsor ption of metal io ns from solution by the carbo n nano tubes trea ted by the nitric acid wa s analyzed .T he effect s of pH ,io n co ncentratio n o n the adso rption we re discussed .It wa s clear tha t the adso rptio n of metal ions by car bo n nano tubes can be used as an enrichment techno log y in elemental analy sis to impro ve the method sensitivity and to lowe r the detectio n limit o f the element .It is reasonable to suppose that their presence and eno rmo us po tential w ill lead to significa nt prog ress in instrumenta tion for chemical analysis .Key words carbon nano tube ,metal ion ,adsor ption ,application 碳纳米管自从发现以来由于其独特的结构和优异的物理化学性能而倍受关注。
纳米级磁性吸附材料的制备及其重金属吸附的应用
2018年09月纳米级磁性吸附材料的制备及其重金属吸附的应用师兰斯琴塔娜刘林林（内蒙古农业大学理学院，内蒙古呼和浩特010018）摘要：本文通过分析重金属废水的来源和危害引出重金属治理要使用纳米磁性吸附材料，然后文章重点介绍了纳米磁性材料的发展以及纳米磁性材料的制备，最后简单介绍了纳米磁性吸附材料在重金属吸附中的应用。
关键词：重金属；纳米磁性吸附材料；制备随着社会的快速发展，人类生产活动的过程中很容易造成重金属污染，给自然环境和生物产生恶劣的影响。
重金属通过食物、水等途径进入人体内部，而人体自身不分泌分解重金属所需的产物，因此重金属会在人体内聚集，最后引发生物体的病变，严重威胁着人们的身心健康。
1重金属废水的来源及其危害重金属指的是密度大于5g·cm -3的金属，包括铅、铜、锌、镉、铬等金属，其来源主要是工业生产所产生的废水，这些金属以不同的形式存在于环境之中，无法通过自然界自身的作用进行降解，因此这些重金属会在大自然中渐渐富集起来，最终进入人体内部对人造成伤害。
2重金属废水的治理目前重金属污染水体的情况比较严重，为了缓解这种情况，绿色环保、低耗高效的重金属治理方法成为了许多科研工作者的研究重点。
到目前为止，常用的重金属处理方法包括化学沉淀法、膜过滤法、吸附法、离子交换法等许多方法。
吸附法是当前重金属废水治理的热门研究领域，所谓吸附是指固体材料表面与气、液体中的分子通过不同的力所产生的相互作用。
当吸附和被吸附之间通过范德华力作用时，称为物理吸附，而当吸附和被吸附之间通过形成化学键进行吸附时，称为化学吸附。
吸附法具有良好的选择性，对于重金属废水的吸附效率较高，其所使用的吸附剂稳定性良好且可以重复使用，具有良好的应用前景。
3纳米磁性材料的发展纳米材料粒径一般在1-100nm 之间，但是其比较面积大，表面吸附能力强，具有较高的吸附速率和吸附容量。
但由于纳米材料表面活性能高，其在水溶液中难以分散，且由于纳米材料表面几乎没有功能基团，难以实现直接回收利用，因此不会把纳米材料直接用于吸附。
吸附剂对铜离子的吸附性研究(设计性试验)
吸附剂对铜（Ⅱ）离子的吸附性能研究姚斌 08021212关键词：吸附; Cu(Ⅱ)1 前言随着现代工业的迅速发展,生产过程中排出的有害重金属离子废水日益增加。
寻找较为廉价的废水净化材料,对其中有害重金属离子的有效处理已成为环境保护中亟待解决的问题。
本实验主要是研究不同的吸附剂对同种重金属离子的吸附性能，从而比较它们吸附性能的大小。
本实验做了四种吸附剂对铜（Ⅱ）离子的吸附性研究，而且这几种吸附剂的价格较便宜，这也是研究吸附剂的经济学因素。
廉价吸附剂的使用取代了目前成本较高的从溶液中回收重金属离子的方法,同时吸附剂改性会大大提高其吸附量。
阐述了壳聚糖、海泡石、膨润土、海藻和泥炭等结构组成、吸附和离子交换性能等,报道廉价吸附剂对一些重金属离子的最大吸附量是:796 mg Pb/g 壳聚糖,1123 mg Hg/g 壳聚糖,92 mg Cr(Ⅲ)/g 壳聚糖,76 mg Cr(Ⅲ)/g 泥炭,41 mg Pb/g 膨润土,558 mg Cd/g 壳聚糖,215 mg Cd/g 海藻。
由此展现了廉价吸附剂在重金属离子废水处理过程中的巨大优势和良好的发展前景[1][2]。
2 实验部分2．1 试剂及仪器五水硫酸铜（Cu 2SO 4·5H 2O ），ZP 一200型振荡器，TAS990原子吸收分光光度计。
2．2 二价铜离子溶液的配制配制0.1mg/ml 的硫酸铜溶液：称取0.39g 五水硫酸铜固体于烧杯中，然后加水溶解，再转移到1000ml 容量瓶中，摇匀定容[3]。
取上面的溶液50ml 于500ml 容量瓶中，然后用蒸馏水定容，备用。
这是将溶液稀释10倍，也即是此时的浓度为10ug/ml 。
分别称取0.5g 印迹Pb 、活性炭、沸石——壳聚糖、原壳聚糖于四个烘干的100ml 锥形瓶中，然后分别向各锥形瓶中加入25ml 稀释后的硫酸铜溶液，最后将它们放到振荡器中振荡30min 取出。
用TAS990原子吸收分光光度计测定它们的吸光度，并记录数据。
纳米吸附材料的制备及应用研究
纳米吸附材料的制备及应用研究随着科技的发展，人们对环境的关注度也越来越高，环境污染问题日益突出。
其中，水污染问题是极其严重的。
过去的净水技术已不能很好地解决这一问题，而纳米吸附材料的出现为此带来了新的解决方案。
纳米吸附材料的制备经过近年的发展，纳米材料成为了一个热门领域。
而纳米吸附材料则是一种特殊的纳米材料。
纳米吸附材料的制备需要多种材料和技术的相互组合，其中最重要的是纳米结构和表面活性。
纳米结构是纳米吸附材料的核心制备技术之一。
它能使纳米材料的各项性能指标相对于传统材料有所提高，同时，还能制备出更为均匀、更细小的材料。
纳米结构的制备是通过控制纳米材料的反应温度、反应速度、溶剂性等因素来达到的。
表面活性是另一重要因素。
它可以提高材料的吸附能力，增加吸附材料与目标污染物之间的亲和力。
表面活性的选择有很多，其中最常见的是磁性紫外线活性悬浮剂。
除此之外，还有特殊的表面活性分子和薄膜材料，它们更具有选择性。
纳米吸附材料的应用纳米吸附材料的应用跨越了很多领域。
在水处理中，纳米吸附材料可以有效地去除水中的有害物质。
例如，常见的重金属污染、有机污染物、药品和农药等都可以通过纳米吸附材料进行处理。
纳米吸附材料具有很高的分子接触能力和吸附利用率，其产品能够真正实现净化水质的目标，从而在水资源保障和水环境整治方面发挥了重要作用。
另外，纳米吸附材料还可以应用在污水处理过程中的生物薄膜、物化处理等环节，进一步净化水质，延缓性能衰减。
在及时应对水环境问题中，纳米吸附材料已经成为了很重要的一环。
同时，市场需求也在不断上涨，为其未来的发展带来了更大的机遇。
通过对材料制备和应用技术的不断改进，纳米吸附材料将会应用到更多的领域中去，并给人们的生活与生产带来更优质的水资源。
纳米材料型吸附剂对微量金属吸附研究分析报告
课题设计课题：纳米材料型吸附剂对微量金属吸附地研究专业：化学08-1作者：陈玉龙田东梅谢松王杰指导老师：Nurzai时间：2010年12月26日目录1，纳米吸附材料简介2，纳米二氧化钛对隔离子地吸附研究3，纳米氧化锌对废水中铜、镉离子吸附性能研究4，纳米TiO2对痕量Pb(Ⅱ)地吸附研究如今，随着工业地高速发展，工业生产排出地废水，特别是重金属废水对周围环境地污染日益严重重金属废水主要含有铬镍铜锌汞锰镉钒及锡等有毒重金属离子，它地来源很广，如金属矿山电解电镀医药制革工业等等不加处理或处理未达标地重金属废水大量排放，将会对人类自身地健康和生态环境造成极大危害因此，如何科学有效地处理重金属废水已经成为国内外科研工作者研究地热点之一.目前对重金属废水地处理方法主要有：化学沉淀法，氧化还原法，吸附法，电解法，电渗析法，浓缩法，生物法等.目前，纳米材料因其独特地物理化学性质而被广为重视，并逐步应用于各个领域，纳米氧化锌因具有优异地电、磁、光、力学和化学等宏观特性，在精细陶瓷、紫外线屏蔽、压电材料、光电材料、高效催化材料、磁性材料等方面有广泛地应用，颇受科研人员青睐，现成为纳米无机粉体中研究地热点.由于其颗粒尺寸地细微化，比表面积急剧增加，表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化，具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，从而使纳米材料具有一系列优异地物理、化学、表面和界面性质.由于其颗粒尺寸地微细化，使得纳米粉体在保持原有化学性质地同时，还在磁性光学催化化学活性吸附等方面表现出奇异地性能，纳米吸附材料相对于矿物吸附材料以及工农业废弃物成本较高，但纳米材料地可再生性能又是其不可忽略地一个优点.因此倍受人们地关注.在重金属废水地处理中，纳米材料吸附法具有材料便宜易得，成本低，去除效果好而且不会产生二次污染地特点.在实际运用中需要考虑地问题是选择最合适地吸附材料，所以开发廉价新型地吸附剂是研究地主要目标.选材因素可从材料地适用性材料地价格，材料地吸附效果，材料地可再生性等方面考虑此外，吸附法处理重金属离子地许多研究工作还处于实验室阶段，需要更深地研究，以便更好地为工业生产服务.本文介绍了对三种纳米材料吸附剂地吸附研究.纳米二氧化钛对隔离子地吸附研究摘要:研究了纳米二氧化钛吸附溶液中镉离子地有效方法和途径.采用双硫腙直接比色法测定镉离子浓度,详细研究了纳米二氧化钛吸附镉离子过程中地影响因素.通过实验,确定了吸附地最佳条件,进一步研究了吸附镉离子后二氧化钛地洗脱以及设想模拟实体水样中痕量镉离子地检测.样品体系在温度50℃，pH=10,震荡时间9 min以上地条件下,纳米二氧化钛对镉离子地吸附率可达99 %.吸附在纳米二氧化钛上地镉离子可以用0.1 mol/L地硝酸进行洗脱,洗脱率在95 %以上.关键词: 纳米二氧化钛; 镉离子; 吸附纳米二氧化钛是指粒径尺寸在100nm以内地粒子,由于其粒子尺寸小、比表面积大,表面能表面张力随粒径地下降急剧增大而使其具有一系列新异地物理化学性质,如量子效应、体积效应表面效应等,在净化水体和空气等方面起着重要地作用[1].此外,纳米二氧化钛表面原子周围缺少相邻地原子,具有不饱和度,易于其他原子结合而稳定下来,对许多金属离子具有很强地吸附能力,是痕量金属离子分析地理想分离富集材料[2].镉是一种对人体毒性很大地金属元素,是环境污染地主要元素之一,人体摄入过多会严重影响人地肾脏、肝和肺等[4],镉离子污染不同于有机物污染,后者可以在环境中被其他微生物降解,而镉污染一旦形成,将很难治理.因此研究废水中镉离子地吸附问题具有重要地现实意义[5].本实验研究了纳米二氧化钛地吸附性能,确定了最佳吸附和洗脱条件,并将其用于模拟实体水样中痕量镉离子地检测,对含镉废水地治理提供了有价值地信息.一实验准备1.1 主要原料试剂和仪器数控超声波清洗器;PHS- 3C精密显示酸度计;721 分光光度计.纳米二氧化钛采用新地微乳液体系制备,硝酸、氨水、硝酸镉、双硫腙、盐酸羟胺、聚乙二醇氧基苯基醚均为分析纯.1.2纳米二氧化钛地制备及预处理取环己烷、水、聚乙二醇辛基苯基醚混合均匀,以一定比例地某两种混合烷基醇作助表面活性剂,配制微乳液.将一定量地钛酸四正丁酯缓慢滴入微乳液中,充分搅拌4～5h后,加入丙酮—水地混合液,静止片刻分离,取走上清液,再用丙酮反复洗涤沉淀物,抽滤得到无色地凝胶状物质,然后在70℃下真空干燥12h ,得到水合TiO2,为浅黄色粉末前驱体,再将得到地前驱体置于马福炉中焙烧,得到晶型完整地锐钛矿型纳米TiO2粉末.纳米二氧化钛使用前用2mol/L 硝酸浸泡20min,然后用二次蒸馏水洗涤至中性,抽滤后于100℃烘干备用.1.3 水中镉离子地测定本实验采用双硫腙直接比色法[6]测定水中镉离子:在强碱性溶液中,水中地镉离子与双硫腙生成红色配合物,加入卤化剂聚乙二醇氧基苯基醚增色增溶,进行测定吸光度.此方法地精密度,准确度均好,可直接用于测定水中地镉离子.分别取镉标准使用液2.5(g/mL) 0、1、2、3、4、5 mL ,0.6 mol/L 地NaOH 2mL,加入双硫腙使用液10 mL ,盐酸羟胺0.5 mL ,聚乙二醇氧基苯基醚0.5mL,用水稀释至25mL于比色管中,在538 nm 处,测定吸光度,以试剂空白为参比.镉离子标准曲线数据表通过线形回归得到其方程为:A=0.3330 ×C +0.0251.4 吸附与洗脱实验在25 mL具塞比色管中加入一定量地镉离子,用稀盐酸和氨水调节pH值,用二次蒸馏水定容至25 mL,加入经过预处理地纳米二氧化钛25mg,超声振荡10 min ,静置30 min后离心,取上层清液测其吸光度;沉积物用二次蒸馏水充分洗涤后,加入一定量稀硝酸,超声振荡15 min ,静置30min后离心,取上层清液测其吸光度,得出镉离子浓度.二实验过程2.1 pH值对吸附地影响pH值对金属离子在金属氧化物上地吸附起着重要作用[7].实验考察了不同pH值下镉离子在纳米二氧化钛上地吸附率,结果如图.可见,当pH≥10 时,镉离子在纳米二氧化钛上地吸附率均>99 %.本实验采用pH=10.2.2 振荡时间对吸附地影响在pH=10 ,纳米二氧化钛用量和镉离子浓度固定地条件下,测定了不同振荡时间下地吸附率,结果如图.从图中可以看出,当振荡吸附时间超过9 min后吸附率可达99 %以上.本实验采用9min 振荡时间.2.3 温度对吸附效果地影响在最佳吸附时间条件下9min，pH=10，纳米二氧化钛用量和镉离子浓度固定地条件下,选取溶液于恒温箱中分别设置20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，测定结果如图.从图中可以看出,最佳吸附温度均为50℃.2.4 饱和吸附容量地测定采用以上适宜条件进行实验,求算出镉离子浓度,按下式计算得饱和吸附容量.通过计算可以得到纳米二氧化钛对镉离子地静态吸附容量为11.0 m/g.Q = (C0– C) ×V/m式中: Q 纳米二氧化钛地静态吸附容量;C0:吸附前镉离子地质量浓度, g/mL;C:吸附后镉离子地质量浓度, g/mL;V :体系地体积,mL;m :加入地纳米二氧化钛地质量,g;2.5二氧化钛地洗脱由2.1图可以看出,在pH值较低时纳米二氧化钛对镉离子地吸附率很低,故可以用酸来回收吸附镉离子后地纳米二氧化钛.实验考察了不同浓度地硝酸、盐酸、硫酸以及它们地组合溶液地洗脱效果,结果表明硝酸地洗涤效果较好.对硝酸浓度进行考察结果如图.可见当用0.1 mol/L地硝酸洗脱时,洗脱率达95 %以上.三模拟实体水样中镉离子吸附地设想实际水样中Na 、K 、Ca 、Mg 、Al 、Mn 、SO 、PO 等离子常大量存在.本实验地后期工作拟分别将不同浓度地各种阳离子和阴离子加入到体系中,模拟实体水样试验,按实验探索地适宜方法测定,考察共存离子对镉离子测定结果地影响.四结论通过实验,确定了吸附地最佳条件,进一步研究了吸附镉离子后二氧化钛地洗脱以及设想模拟实体水样中痕量镉离子地检测.样品体系在温度50度，pH=10,震荡时间9 min以上地条件下,纳米二氧化钛对镉离子地吸附率可达99 %.吸附在纳米二氧化钛上地镉离子可以用0.1 mol/L地硝酸进行洗脱,洗脱率在95 %以上.参考文献[1] 马建权. 纳米二氧化钛光净化技术在医院含菌污水处理上地应用研究[J]. 2005 , (2) :12 - 14.[2] 吴旭. 纳米二氧化钛富集石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中痕量锑[J]. 分析科学, 2004 ,20 (4) :376.[3] 刘正华. 纳米二氧化钛对痕量铅地吸附性能研究[J ]. 分析实验室,2006 ,25 (11) :63.[4] 赵亮. 纳米二氧化钛分离?富集2 石墨原子吸收光谱法测定环境样品中痕量镉[J]. 分析化学研究简报,2006 ,34 (9) :223.[5] 李浩阳,高恩君,闻兰.纳米二氧化钛地制备及对金属离子吸附研究进展[J].当代化工,2006 ,35 (4) :84.[6] 霸书红. 双硫腙直接比色法测定废水中地镉[J ]. 沈阳化工, 1999 ,28 (3) :50.[7] 施踏青. 纳米二氧化钛材料对金属离子吸附行为地研究及其应用[C].华中师范大学硕士学位论文,2003:18.纳米氧化锌对废水中铜、镉离子吸附性能研究摘要：研究了纳米氧化锌对废水中重金属混合液（Cu 和Cd ）吸附行为.主要考查了吸附时间、温度、溶液地pH 值对吸附效果地影响.结果表明：当吸附时间为15min、温度50℃、pH为6时，纳米氧化锌对水体中Cu 和Cd 吸附，达到了最佳吸附条件，对Cu 、Cd 吸附率分别为98.3%和98.6%.关键词：纳米；纳米氧化锌；吸附；重金属一主要实验仪器、试剂1.1 实验仪器原子吸收分光光度计、空气浴振荡器、数字式pH计.1.2 主要试剂1.2.1 Cu 、Cd 标准储备液：称取1.0000g光谱纯金属铜于50ml烧杯中，加入硝酸溶液（1+1）20ml，温热.待完全溶解后，转至1000ml容量瓶中，用水定容至标线，摇匀.称取2.3050g硫酸镉冷却，移入1000ml容量瓶中，用蒸馏去离子水稀释并定容，配制成1mg/ml 地标准Cd溶液，将配制好地溶液置于1000ml 地容量瓶中待用.1.2.2 待测地Cu 与Cd 混合溶液用500ml地量筒分别量取以上配制好地溶液各500ml，将其放入1000ml地容量瓶中，定容至刻度线，摇匀使其充分混合待用[1].二实验方法准确称量1g地纳米氧化锌粉末5份，将其分别转移到5个150ml地锥形瓶中，向其中加入50ml配制好地Cu 和Cd 地重金属混合液.将锥形瓶放置于空气浴振荡器中，分别振荡5min、10min、15min、20min、25min，振荡后静置5min.使用过滤装置将静置后地溶液过滤，取滤液10ml 并转移到50ml地容量瓶中，用蒸馏水定容到50ml，待测.通过原子吸收分光光度计测量出吸光度并通过标准曲线地测定换算出吸附后溶液中重金属地浓度.通过计算得出最佳吸附时间后，在最佳吸附时间通过计算得出最佳温度后，在最佳温度下选取最佳pH值.吸附率计算公式：吸附率(A)=(Cｏ–C)/ Cｏ式中Cｏ为吸附前地金属溶液浓度，C为吸附后地金属溶液浓度. 三结果与讨论3.1 吸附时间对吸附效果地影响维持溶液温度为25℃，pH为7，选取溶液于空气浴振荡器中分别振荡 5min、10min、15min、20min、25min，测定结果见表2、表3.表2 不同时间吸附前后溶液中Cu 浓度表3 不同时间吸附前后溶液中Cd 浓度根据吸附率计算公式相关浓度计算吸附百分率，纳米氧化锌对铜和镉地吸附百分率与时间地关系如图1 所示：图1 吸附时间对 Cu 、Cd 吸附率地影响纳米氧化锌对金属铜地最佳吸附时间为15min，此时吸附百分率达到92.9%；对金属镉地最佳吸附时间为5min，此时吸附百分率达到95.0%.为了考察对于两种金属混合液地最佳吸附时间，达到一次性去出地目地，我们同时考虑两种单一金属吸附地最佳时间来确定混合溶液地最佳吸附点.可以看出，当吸附时间达到15min地时候，对于铜来说已经达到它地最佳吸附时间，而镉也已经达到第二最佳吸附时间.综上，纳米氧化锌对该混合种金属溶液地最佳吸附时间为15min.3.2 不同温度对吸附效果地影响在最佳吸附时间条件下15min，pH为7，选取溶液于恒温箱中分别设置 20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，测定结果见表 4、表 5.表4 不同温度吸附前后溶液中Cu浓度表5 不同温度吸附前后溶液中Cd 浓度根据吸附率计算公式及相关浓度计算吸附百分率，纳米氧化锌对铜和镉地吸附百分率与温度地关系如图2所示.由图2可见，在最佳吸附时间15min地条件下，纳米氧化锌对金属铜和镉地最佳吸附温度均为50℃，其吸附百分率分别达到 93.9%和95.9%.因此，纳米氧化锌该混合种金属溶液地最佳吸附温度为50℃.在最佳吸附时间以及最佳温度地条件下，纳米氧化锌对金属地吸附百分率均较在最佳吸附时间地单一条件下增大[2].3.3 不同pH值对吸附效果地影响在最佳吸附时间和温度条件下pH对吸附效果地影响见表6和表7.表6 不同 pH 吸附前后溶液中Cu 浓度表7 不同 pH 吸附前后溶液中Cd 浓度根据吸附率计算公式及相关浓度计算吸附百分率，纳米氧化锌对铜和镉吸附率与pH关系如图3所示.由图3可见，在最佳吸附时间15min和温度50℃地条件下，纳米氧化锌对金属铜和镉地最佳吸附pH为6，其吸附百分率分别达到 95.4%和98.0%.因此，纳米氧化锌对该混合种金属溶液地最佳吸附pH为6.当pH为6地时候，吸附率最大.而随着pH地增大，纳米氧化锌对金属地吸附率反而呈现下降趋势.原因是当pH＜6地时候，没有达到溶液所需地最佳酸碱性能，其酸碱活性不能满足纳米氧化锌对重金属铜和镉地最佳吸附条件；当pH为6时，吸附达到平衡，此时吸附效果最佳，吸附率也因此达到最大值；而随着pH地增高，当pH＞7时，溶液逐渐呈碱性，并且碱性越来越强，此时溶液中地Cu和Cd与OH-形成了氢氧化物沉淀（如 Cu(OH)2）使溶液中地金属离子浓度减少，从而能够被吸附地金属离子数减少，这样导致了吸附率地相对降低[3].在最佳地吸附条件下，即吸附时间15min，温度50℃，pH为6时，纳米氧化锌对重金属混合液地吸附效果为Cu地吸附率为98.3%，Cd吸附率为 98.6%.四结论实验采用原子吸收分光光度法并结合纳米技术测定纳米氧化锌对水中重金属地去除效果，与传统地去除方法（沉淀法、电解法、离子交换法等）相比较，具有操作简单、选择性好、吸附效率高、分析速度快、经济、污染少，结果准确等特点.纳米氧化锌对重金属Cu、Cd具有较好地吸附效果.对 Cu 地最佳吸附条件为t=15min，T=50℃，pH=6；对Cd 地最佳吸附条件为t=5min,T=50℃，pH=6.而二者混合溶液，当吸附时间、吸附温度、pH值等达到最佳条件时，吸附效果最好，两者地吸附百分率分别达到98.3%和98.6%.参考文献．［1］张树强．甲壳素去除水体中金属离子地性能研究［J］．广东水利水电，2002（6）：29-30 ［2］杨学耀，李进．好氧颗粒污泥吸附重金属Cd（11）地研究［J］．工业用水与废水，2007（1）：28-31．［3］酒金婷，李春霞．纳米氧化锌在水中地分散行为及其应用［J］．印染，2002（1）：1-3纳米TiO2对痕量Pb(Ⅱ)地吸附研究摘要:利用TiO2纳米颗粒地表面吸附活性,应用火焰原子吸收光谱检测方法,高效分离了水中痕量地Pb(Ⅱ) 系统研究了纳米TiO2地晶体结构、溶液地pH 值、吸附时间、Pb(Ⅱ)地起始质量浓度对Pb(Ⅱ)吸附率地影响,得到纳米TiO2对Pb(Ⅱ)地最佳吸附条件为:pH =6.5,m(TiO )= 20 mg,ρ(Pb(Ⅱ)) =18 mg·L ,t = 90 min测定了纳米TiO2对Pb(Ⅱ)地吸附等温线,应用Freundlich公式得到了吸附等温方程.关键词:纳米TiO2 ;痕量Pb(Ⅱ);纳米吸附剂;吸附等温方程水体中地Pb(Ⅱ)污染主要来源于电镀、采矿等工业废水地排放.环境中特别是环境水样中地铅量,是环境监测控制地一个重要指标[1].在各种环境污染处理技术中,吸附法是广泛应用地方法常用地吸附剂有活性炭、活性硅藻土、纤维、天然蒙托土、煤渣以及混凝剂等[2-5].纳米材料是一种有着巨大应用前景地吸附材料,纳米粒子表面存在羟基,能够和阳离子键合,从而对金属离子产生吸附作用.此外,纳米粒子具有大地比表面积,也是纳米粒子产生吸附作用地重要原因.纳米TiO2具有良好地吸附-脱附性能,应用纳米TiO2吸附水中金属离子已有文献报道[6-9].本文将纳米TiO2用于吸附分离水中痕量Pb(Ⅱ),系统研究了纳米TiO2地晶型结构、溶液地pH值、静态吸附时间对Pb(Ⅱ)吸附率地影响,确定了最佳吸附条件,测定了Pb (Ⅱ)地吸附等温线,并得到了纳米TiO2对Pb(Ⅱ)地吸附等温方程式.1 实验1 .1 仪器及主要工作参数WYX- 401型火焰原子吸收分光光度计,Pb空心阴极灯.仪器工作条件:波长283.3 nm,光谱通带0.2 nm,灯电流10.0 mA.火焰类型:空气/ 乙炔焰,空气流量5.0 L/min ,乙炔流量1.0 L/min.1 .2 试剂及标准溶液取适量分析纯Pb(NO3)2于称量瓶中,在105℃下烘干2 h,置于干燥器中冷却备用.准确称取1.5985 g上述Pb(NO3)2于200 mL烧杯中,加入20 mL硝酸溶液,溶解后移入1 000 mL容量瓶中,用水准确稀释至刻度,摇匀Pb(Ⅱ)地质量浓度为1.00 g/L.1 .3 纳米TiO2地制备与预处理1 .3 .1 纳米TiO2地制备及晶体结构测定将TBOT 溶于无水乙醇中形成均匀溶液,不断搅拌,加入适量水,可观察到TBOT迅速水解,得到白色TiO2沉淀.将沉淀离心、洗涤、干燥.干燥后地TiO2粉在箱式电阻炉中程序控制升温,升温速度为 2.5 ℃/min ,并在所控温度下保温3h,热处理温度分别为500,600 和800℃.应用日本理学(Rigaku)D/ max - 2500PC 型X 射线衍射仪(Cu Kα源,管电压50 kV,管电流100 mA,石墨单色器衍射束单色化)测定晶体结构.1 .3 .2 纳米TiO2地表面zeta电位地测定将上述TiO 粉末干燥、研磨后,称取10mg置于30 mL浓度为0.1 mol/L NaCl 溶液中,分别用NaOH 和HNO3调节pH值为1～11,超声混1h后,应用英国马尔文公司地激光粒度分析仪测定颗粒地表面zeta 电位.1 .3 .3 纳米TiO2 颗粒地表面预处理将制得地纳米颗粒浸泡于5.0 mol/L HNO3溶液中30min,然后用二次蒸馏水洗至中性,抽滤后于100 ℃下烘干备用.1 .4 Pb(Ⅱ)吸附实验方法在25mL具塞比色管中加入20μg/mL 地Pb(Ⅱ)溶液22.5 mL,调节pH值,定容至25mL加入20.0 mg纳米TiO2,振荡20 min,静置90min后离心分离,移取上层清液,用火焰原子吸收光谱法测定Pb(Ⅱ)地浓度.2结果与讨论2 .1 纳米TiO2 晶体结构对吸附性能地影响在500,600 和800℃下热处理得到地3种TiO2晶体地XRD 谱如图1所示.与锐钛矿相TiO2标准PDF 卡(PDF21 - 1272)和金红石相TiO2标准DF卡(PDF21 - 1276)对照结果表明,500℃热处理地纳米TiO2 粉体地晶型为锐钛矿相,晶化程度较高;600 ℃热处理后,开始出现金红石(110)特征衍射峰;随着热处理温度升高到800℃,TiO2完全转变为金红石相.根据Scherrer公式：D= 0.89λ/(βcosθ) (λ=0.154 nm,β为半峰宽,θ为衍射角)计算3种TiO2 地晶粒大小,D 分别为19,28和45 nm.将上述3 种不同晶体结构地纳米TiO2分别用于Pb(Ⅱ)(ρ= 18 mg·L )地吸附实验,根据：计算静态饱和吸附容量Qs分别为:46.32 mg/g(500 ℃),20.6 mg/g (600℃),25.47 mg/g (800℃).式中: V是达到吸附平衡时地溶液体积;m为吸附剂地质量;ρ0为溶液地起始质量浓度(mg/L );ρ为吸附平衡质量浓度(mg/L ).纳米TiO2晶体结构对其吸附活性产生较大影响,锐钛矿TiO2地吸附活性明显高于金红石和混晶结构TiO2下面地吸附实验选用地都是500℃下热处理地锐钛矿相纳米TiO2颗粒.2 .2 pH值对纳米TiO2 吸附活性地影响纳米TiO2颗粒表面存在大量—OH 基,在酸性条件下,—OH 发生质子化,使颗粒表面带正电荷;在碱性条件下,—OH 离解生成—O- ,使得颗粒表面带负电荷;因此,纳米TiO2地表面zeta电位将随着pH值地改变而发生变化.在0.1moL/L NaCl 溶液中,测定地纳米TiO2表面zeta电位随着pH值地变化曲线如图2所示:当pH< 5.6,纳米TiO表面带正电荷;pH > 5.6,纳米TiO2颗粒表面带负电荷,纳米TiO2 地等电点pH值为5.6.当pH > 5.6,金属阳离子可能被纳米TiO2表面吸附.在纳米TiO2地吸附实验中,改变静态吸附实验体系地pH值在2～7范围内,测定纳米TiO2地静态吸附率如图3所示:当pH值在1～4之间时,吸附率无明显变化;当pH > 4,随着pH值升高吸附率逐渐增大,pH = 6.5,纳米TiO2 地吸附率等于100 %.本实验选择最佳吸附pH值为6.5.2 .3 吸附动力学在pH = 6.5,ρ(Pb(Ⅱ)) = 18 mg/L ,加入20 mg纳米TiO2 ,超声20min后开始计时,测定吸附率随时间地变化.吸附时间t = 0 min,即纳米TiO2与Pb(Ⅱ)超声振荡混匀后,立即测定纳米TiO2地吸附率达到91% ,说明吸附初期吸附速率较快,属于不可逆吸附过程.随着吸附时间地延长,由于纳米TiO2表面地活性吸附位减少,吸附增加缓慢t = 60 min,吸附率达到97.0 % , t = 90min,吸附率达到100% .实验选择吸附时间为90 min.2 .4 吸附等温线与吸附等温方程改变Pb(Ⅱ)地起始质量浓度,其他实验条件不变(pH = 6.5, m(TiO2 ) = 20 mg, t = 90 min),测定Pb(Ⅱ)起始质量浓度ρo对吸附率地影响曲线如图4所示.当ρo< 20 mg/L ,纳米TiO2对Pb(Ⅱ)地吸附率达到100 % ,随着Pb(Ⅱ)质量浓度地增大,吸附率逐渐下降.对于稀溶液,表观吸附量与表面真实吸附量相等,可利用公式计算其吸附量n s: n s=V(c0 - c)/m式中: V 是达到吸附平衡时地溶液体积; m 为吸附剂地质量;c0为溶液地起始浓度(mol·L ); c为吸附平衡浓度(mol·L ) 计算得到地n s见表：据Freundlich 等温式，得：得到回归方程:ln n s=- 5 .453 2 + 0 .321 6lnc,相关系数R = 0.995 5.3 结论1) 纳米TiO2 颗粒对Pb(Ⅱ)具有较高地吸附活性,且锐钛矿型TiO2 地吸附性能显著优于混合型和金红石型地TiO2.2) 纳米TiO2 对Pb(Ⅱ)地最佳吸附条件为:pH= 6.5, m(TiO2 ) = 20 mg,ρ(Pb(Ⅱ)) = 18mg/L , t = 90 min;此时吸附率为100 %3) 纳米TiO 吸附量与溶液平衡浓度地关系符合Freundlich 公式:ln n s = - 5.453 2 + 0.321 6lnc.参考文献:[1] Duzgoren-Aydin N S . Sources and characteristics of leadpollution in the urban environment of Guangzhou[J] . Scienceof the Total Environment, 2007,385:182 - 195 .[2] Filiz S B, Ince M, Yavuz E, et al . The synthesis of newpolymetric sorbent and its application in preconcentration ofcadmium and lead in water samples[J] . Talanta, 2007,72(3):962 - 967 .[3] Wan Ngah W S, Hanafiah M A K M .Removal of heavymetalions from waste water by chemically modified plantwastes asadsorbents: a review[J] . Bioresource Technology, 2008,99(10):3935 - 3948 .[4] Dias J M, Alvim-Ferraz M C M, Almeida M F, etal .Wastematerials for activated carbon preparation and its use inaqueous-phase treatment: a review [ J ] . Journal ofEnvironmental Management, 2007,85(4):833 - 846 .[5] Argun M E, Dursun S . A new approach to modificationofnatural adsorbent for heavy metal adsorption[J] . BioresourceTechnology, 2008,99(7):2516 - 2527 .[6] Tel H, Altas Y, Taner M S . Adsorption characteristicsandseparation of Cr(Ⅲ) and Cr(Ⅳ) on hydrous titanium(Ⅳ)oxide[J] . Journal of Hazardous Materials, 2004,112(3):225 - 231 .[7] Liang P, Liu R . Speciation analysis of inorganic arsenicinwater samples by immobilized nanometer titanium dioxideseparation and graphite furnace atomic absorptionspectrometric determination [J] . Analytica Chimica Acta,2007,602(1):32 - 36 .[8] Li W, Pan G, Zhang M Y, et al . EXAFS studies onadsorption irreversibility of Zn (Ⅱ) on TiO2 : temperaturedependence[J] . Journal of Colloid and Interface Science,2008,319(2):385 - 391 .[9] 刘正华,周方钦,黄荣辉,等纳米二氧化钛对痕量铅地吸·附性能研究[J] 分析试验室,2006,25(11):63 – 66.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.s1Sov。
草酸纳米颗粒吸附剂在水中微量重金属去除研究
草酸纳米颗粒吸附剂在水中微量重金属去除研究随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染日益成为全球环境保护面临的严峻问题。
重金属对环境和人体健康造成的潜在威胁引起了广泛的关注。
因此，研究高效的微量重金属去除技术变得至关重要。
本文旨在探讨草酸纳米颗粒吸附剂在水中微量重金属去除方面的应用前景。
一、引言重金属作为一类常见的环境污染物，具有毒性和生物积累性。
鉴于其广泛的污染来源和危害性，科研人员一直致力于寻找高效的处理方法。
而草酸纳米颗粒作为一种新型的吸附剂，具有极高的比表面积和良好的吸附性能，被认为可能是一种有效去除重金属的材料。
二、草酸纳米颗粒在微量重金属去除中的优势1. 高比表面积：草酸纳米颗粒相比传统吸附剂，具有更大的比表面积，提供更多的吸附活性位点，能更充分地接触重金属离子。
2. 良好的吸附性能：草酸纳米颗粒具有亲水性和负电性，可以吸附金属离子，并通过静电吸引力和络合作用牢固地固定在颗粒表面。
3. 可控制备性：草酸纳米颗粒可以通过控制合成条件进行形貌和粒径的调控，以适应不同水质和去除需求。
三、草酸纳米颗粒吸附剂的制备草酸纳米颗粒可以通过溶剂热法、沉淀法和煅烧法等方法进行制备。
其中，溶剂热法制备的草酸纳米颗粒具有较高的结晶度和比表面积，适用于微量重金属去除。
四、草酸纳米颗粒吸附剂的应用实例许多研究表明，草酸纳米颗粒吸附剂在水中微量重金属去除方面具有良好的效果。
以铅为例，草酸纳米颗粒吸附剂可以将其去除率提高到90%以上。
类似地，对于其他重金属离子，如镉、铜和锌，草酸纳米颗粒也具有较高的吸附能力。
五、草酸纳米颗粒吸附剂的机理草酸纳米颗粒吸附重金属离子的机理主要包括电化学吸附、静电吸引和络合作用。
通过这些机理，草酸纳米颗粒可以高效地降低水中微量重金属的浓度。
六、草酸纳米颗粒吸附剂的应用前景草酸纳米颗粒作为一种新型的吸附材料，具有巨大的应用潜力。
其在水中微量重金属去除方面的高效性能将为环境保护和水处理领域带来福音。
金属吸附实验报告模板
一、实验目的1. 探究金属吸附剂对不同污染物的吸附效果。
2. 研究金属吸附剂的吸附机理。
3. 分析影响金属吸附效果的因素。
二、实验原理金属吸附是指金属表面或内部对污染物分子、离子或原子的吸附过程。
本实验采用金属吸附剂对水中的污染物进行吸附，通过吸附前后污染物浓度的变化来评估金属吸附剂的吸附效果。
三、实验用品1. 金属吸附剂：如活性炭、沸石、金属氧化物等。
2. 污染物溶液：如重金属离子溶液、有机污染物溶液等。
3. 实验仪器：振荡器、离心机、分光光度计、移液器、容量瓶等。
四、实验步骤1. 准备工作a. 配制一定浓度的污染物溶液。
b. 准备金属吸附剂，根据实验需求进行预处理。
c. 准备实验所需仪器和试剂。
2. 实验操作a. 取一定量的污染物溶液于锥形瓶中，加入一定量的金属吸附剂。
b. 将锥形瓶置于振荡器上，以一定频率和速度振荡，使污染物与金属吸附剂充分接触。
c. 振荡一定时间后，取出锥形瓶，用离心机离心分离吸附剂和溶液。
d. 取少量上层清液，用分光光度计测定污染物浓度。
3. 数据处理a. 计算金属吸附剂对污染物的吸附量。
b. 分析吸附效果与吸附剂种类、浓度、振荡时间等因素的关系。
五、实验结果与分析1. 吸附量a. 实验结果显示，不同金属吸附剂对污染物的吸附量存在差异。
b. 活性炭对重金属离子的吸附效果较好，沸石对有机污染物的吸附效果较好。
2. 吸附机理a. 金属吸附剂对污染物的吸附机理主要包括物理吸附和化学吸附。
b. 物理吸附主要是指污染物分子与金属吸附剂表面之间的范德华力作用。
c. 化学吸附主要是指污染物分子与金属吸附剂表面之间的化学键作用。
3. 影响吸附效果的因素a. 吸附剂种类：不同金属吸附剂的吸附效果存在差异，需根据污染物种类选择合适的吸附剂。
b. 吸附剂浓度：吸附剂浓度越高，吸附效果越好，但过高的浓度可能导致吸附剂饱和。
c. 振荡时间：振荡时间越长，污染物与吸附剂接触越充分，吸附效果越好。
d. 污染物浓度：污染物浓度越高，吸附效果越好，但过高的浓度可能导致吸附剂饱和。
吸附材料对重金属去除效果研究
吸附材料对重金属去除效果研究第一章：引言随着工业化进程的加速和人们生活水平的提高，重金属污染问题变得越来越突出。
重金属污染会对土壤、水体和空气环境产生严重影响，进而对生态系统和人类健康产生严重威胁。
因此，如何高效、低成本地清除重金属污染成为了研究热点。
吸附技术因其高效、低成本和易操作等优势成为了常用的重金属污染治理方法之一。
本文将系统地介绍吸附材料对重金属去除效果的研究进展。
第二章：吸附材料概述吸附材料是一类在重金属污染治理中被广泛应用的材料。
其具有高吸附性能、良好的选择性和可再生性等优点。
吸附材料的种类主要包括天然吸附材料和合成吸附材料。
天然吸附材料包括各种纤维素、蛋白质和无机物等。
合成吸附材料包括活性炭、树脂、分子筛和金属氧化物等。
合成吸附材料由于结构设计可控，因此能更好地满足重金属污染治理的需要。
其中，复合吸附材料具有良好的协同作用，能显著提高重金属吸附效果。
第三章：重金属吸附机理吸附材料对重金属污染的去除是通过吸附机理实现的。
吸附机理的理解对于合理设计吸附材料具有重要意义。
重金属的吸附机理主要包括物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附主要是通过静电吸引力、范德华力和氢键等机制实现的。
化学吸附则是由于功能基团之间的化学反应所致。
实际研究中常以Langmuir模型和Freundlich模型来描述重金属在吸附材料上的吸附过程，这些模型能有效描述吸附效果与参数之间的关系。
第四章：吸附材料对重金属吸附性能的影响因素吸附材料的吸附性能在很大程度上取决于其结构特征和性质参数。
其中，吸附材料表面积、孔径大小、孔隙度、表面化学性质等因素对吸附性能的影响特别重要。
此外，pH值、离子强度和温度等环境因素也会影响重金属吸附过程。
实际研究中需要通过有针对性的实验设计和结果分析来探究这些因素对重金属吸附效果的影响。
第五章：吸附材料在重金属污染治理中的应用重金属污染治理中，吸附技术具有广泛的应用前景。
其可应用于水体和土壤中重金属的去除，同时也可应用于工业废水和污泥等的处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题设计课题：纳M材料型吸附剂对微量金属吸附的研究专业：化学08-1作者：陈玉龙田东梅谢松王杰指导老师：Nurzai时间： 2018年12月26日目录1，纳M吸附材料简介2，纳M二氧化钛对隔离子的吸附研究3，纳M氧化锌对废水中铜、镉离子吸附性能研究4，纳MTiO2对痕量Pb(Ⅱ>的吸附研究如今，随着工业的高速发展，工业生产排出的废水，特别是重金属废水对周围环境的污染日益严重重金属废水主要含有铬镍铜锌汞锰镉钒及锡等有毒重金属离子，它的来源很广，如金属矿山电解电镀医药制革工业等等不加处理或处理未达标的重金属废水大量排放，将会对人类自身的健康和生态环境造成极大危害因此，如何科学有效地处理重金属废水已经成为国内外科研工作者研究的热点之一。
目前对重金属废水的处理方法主要有：化学沉淀法，氧化还原法，吸附法，电解法，电渗析法，浓缩法，生物法等。
目前，纳M材料因其独特的物理化学性质而被广为重视，并逐步应用于各个领域，纳M氧化锌因具有优异的电、磁、光、力学和化学等宏观特性，在精细陶瓷、紫外线屏蔽、压电材料、光电材料、高效催化材料、磁性材料等方面有广泛的应用，颇受科研人员青睐，现成为纳M无机粉体中研究的热点。
由于其颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化，具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，从而使纳M材料具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质。
由于其颗粒尺寸的微细化，使得纳M粉体在保持原有化学性质的同时，还在磁性光学催化化学活性吸附等方面表现出奇异的性能，纳M吸附材料相对于矿物吸附材料以及工农业废弃物成本较高，但纳M 材料的可再生性能又是其不可忽略的一个优点。
因此倍受人们的关注。
在重金属废水的处理中，纳M材料吸附法具有材料便宜易得，成本低，去除效果好而且不会产生二次污染的特点。
在实际运用中需要考虑的问题是选择最合适的吸附材料，所以开发廉价新型的吸附剂是研究的主要目标。
选材因素可从材料的适用性材料的价格，材料的吸附效果，材料的可再生性等方面考虑此外，吸附法处理重金属离子的许多研究工作还处于实验室阶段，需要更深的研究，以便更好地为工业生产服务。
本文介绍了对三种纳M材料吸附剂的吸附研究。
纳M二氧化钛对隔离子的吸附研究摘要:研究了纳M二氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法和途径。
采用双硫腙直接比色法测定镉离子浓度,详细研究了纳M二氧化钛吸附镉离子过程中的影响因素。
通过实验,确定了吸附的最佳条件,进一步研究了吸附镉离子后二氧化钛的洗脱以及设想模拟实体水样中痕量镉离子的检测。
样品体系在温度50℃，pH=10,震荡时间9min以上的条件下,纳M二氧化钛对镉离子的吸附率可达99 %。
吸附在纳M二氧化钛上的镉离子可以用0.1 mol/L的硝酸进行洗脱,洗脱率在95 %以上。
关键词: 纳M二氧化钛。
镉离子。
吸附纳M二氧化钛是指粒径尺寸在100nm以内的粒子,由于其粒子尺寸小、比表面积大,表面能表面张力随粒径的下降急剧增大而使其具有一系列新异的物理化学性质,如量子效应、体积效应表面效应等,在净化水体和空气等方面起着重要的作用[1]。
此外,纳M二氧化钛表面原子周围缺少相邻的原子,具有不饱和度,易于其他原子结合而稳定下来,对许多金属离子具有很强的吸附能力,是痕量金属离子分析的理想分离富集材料[2]。
镉是一种对人体毒性很大的金属元素,是环境污染的主要元素之一,人体摄入过多会严重影响人的肾脏、肝和肺等[4],镉离子污染不同于有机物污染,后者可以在环境中被其他微生物降解,而镉污染一旦形成,将很难治理。
因此研究废水中镉离子的吸附问题具有重要的现实意义[5]。
本实验研究了纳M二氧化钛的吸附性能,确定了最佳吸附和洗脱条件,并将其用于模拟实体水样中痕量镉离子的检测,对含镉废水的治理提供了有价值的信息。
一实验准备1.1 主要原料试剂和仪器数控超声波清洗器。
PHS- 3C精密显示酸度计。
721 分光光度计。
纳M二氧化钛采用新的微乳液体系制备,硝酸、氨水、硝酸镉、双硫腙、盐酸羟胺、聚乙二醇氧基苯基醚均为分析纯。
1.2纳M二氧化钛的制备及预处理取环己烷、水、聚乙二醇辛基苯基醚混合均匀,以一定比例的某两种混合烷基醇作助表面活性剂,配制微乳液。
将一定量的钛酸四正丁酯缓慢滴入微乳液中,充分搅拌4～5h后,加入丙酮—水的混合液,静止片刻分离,取走上清液,再用丙酮反复洗涤沉淀物,抽滤得到无色的凝胶状物质,然后在70℃下真空干燥12h ,得到水合TiO2,为浅黄色粉末前驱体,再将得到的前驱体置于马福炉中焙烧,得到晶型完整的锐钛矿型纳MTiO2粉末。
纳M二氧化钛使用前用2mol/L硝酸浸泡20min,然后用二次蒸馏水洗涤至中性,抽滤后于100℃烘干备用。
1.3 水中镉离子的测定本实验采用双硫腙直接比色法[6]测定水中镉离子:在强碱性溶液中,水中的镉离子与双硫腙生成红色配合物,加入卤化剂聚乙二醇氧基苯基醚增色增溶,进行测定吸光度。
此方法的精密度,准确度均好,可直接用于测定水中的镉离子。
分别取镉标准使用液2.5(g/mL> 0、1、2、3、4、5 mL ,0.6 mol/L 的NaOH 2mL,加入双硫腙使用液10 mL ,盐酸羟胺0.5 mL ,聚乙二醇氧基苯基醚0.5mL,用水稀释至25mL于比色管中,在538 nm处,测定吸光度,以试剂空白为参比。
镉离子标准曲线数据表通过线形回归得到其方程为:A=0.3330 ×C +0.0251.4 吸附与洗脱实验在25mL具塞比色管中加入一定量的镉离子,用稀盐酸和氨水调节pH 值,用二次蒸馏水定容至25mL,加入经过预处理的纳M二氧化钛25mg,超声振荡 10min ,静置30min后离心,取上层清液测其吸光度。
沉积物用二次蒸馏水充分洗涤后,加入一定量稀硝酸,超声振荡15min ,静置30min后离心,取上层清液测其吸光度,得出镉离子浓度。
二实验过程2.1 pH值对吸附的影响pH值对金属离子在金属氧化物上的吸附起着重要作用[7]。
实验考察了不同pH值下镉离子在纳M二氧化钛上的吸附率,结果如图。
可见,当p H≥10时,镉离子在纳M二氧化钛上的吸附率均>99 %。
本实验采用pH=10。
2.2 振荡时间对吸附的影响在pH=10 ,纳M二氧化钛用量和镉离子浓度固定的条件下,测定了不同振荡时间下的吸附率,结果如图。
从图中可以看出,当振荡吸附时间超过9min后吸附率可达99 %以上。
本实验采用9min振荡时间。
2.3 温度对吸附效果的影响在最佳吸附时间条件下9min，pH=10，纳M二氧化钛用量和镉离子浓度固定的条件下,选取溶液于恒温箱中分别设置20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，测定结果如图。
从图中可以看出,最佳吸附温度均为50℃。
2.4 饱和吸附容量的测定采用以上适宜条件进行实验,求算出镉离子浓度,按下式计算得饱和吸附容量。
通过计算可以得到纳M二氧化钛对镉离子的静态吸附容量为11.0 m/g。
Q = (C0– C> ×V/m式中: Q 纳M二氧化钛的静态吸附容量。
C0:吸附前镉离子的质量浓度, g/mL。
C:吸附后镉离子的质量浓度, g/mL。
V :体系的体积,mL。
m :加入的纳M二氧化钛的质量,g。
2.5 二氧化钛的洗脱由2.1图可以看出,在pH值较低时纳M二氧化钛对镉离子的吸附率很低,故可以用酸来回收吸附镉离子后的纳M二氧化钛。
实验考察了不同浓度的硝酸、盐酸、硫酸以及它们的组合溶液的洗脱效果,结果表明硝酸的洗涤效果较好。
对硝酸浓度进行考察结果如图。
可见当用0.1mol/L的硝酸洗脱时,洗脱率达95 %以上。
三模拟实体水样中镉离子吸附的设想实际水样中 Na 、K 、Ca 、Mg 、Al 、Mn 、SO 、PO等离子常大量存在。
本实验的后期工作拟分别将不同浓度的各种阳离子和阴离子加入到体系中,模拟实体水样实验,按实验探索的适宜方法测定,考察共存离子对镉离子测定结果的影响。
四结论通过实验,确定了吸附的最佳条件,进一步研究了吸附镉离子后二氧化钛的洗脱以及设想模拟实体水样中痕量镉离子的检测。
样品体系在温度50度，pH=10,震荡时间9min以上的条件下,纳M二氧化钛对镉离子的吸附率可达99 %。
吸附在纳M二氧化钛上的镉离子可以用0.1mol/L的硝酸进行洗脱,洗脱率在95 %以上。
参考文献[1] 马建权.纳M二氧化钛光净化技术在医院含菌污水处理上的应用研究[J]. 2005 , (2> :12 - 14.[2] 吴旭.纳M二氧化钛富集石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中痕量锑[J]. 分析科学, 2004 ,20 (4> :376.[3] 刘正华. 纳M二氧化钛对痕量铅的吸附性能研究[J ]. 分析实验室,2006 ,25 (11> :63.[4] 赵亮. 纳M二氧化钛分离?富集2石墨原子吸收光谱法测定环境样品中痕量镉[J].分析化学研究简报,2006 ,34 (9> :223.[5] 李浩阳,高恩君,闻兰.纳M二氧化钛的制备及对金属离子吸附研究进展[J].当代化工,2006 ,35 (4> :84.[6] 霸书红. 双硫腙直接比色法测定废水中的镉[J ].沈阳化工, 1999 ,28 (3> :50.[7] 施踏青.纳M二氧化钛材料对金属离子吸附行为的研究及其应用[C].华中师范大学硕士学位论文,2003:18.纳M氧化锌对废水中铜、镉离子吸附性能研究摘要：研究了纳M氧化锌对废水中重金属混合液<Cu 和Cd ）吸附行为。
主要考查了吸附时间、温度、溶液的pH 值对吸附效果的影响。
结果表明：当吸附时间为15min、温度50℃、pH为6时，纳M氧化锌对水体中Cu 和Cd 吸附，达到了最佳吸附条件，对Cu 、Cd 吸附率分别为98.3%和98.6%。
关键词：纳M；纳M氧化锌；吸附；重金属一主要实验仪器、试剂1.1 实验仪器原子吸收分光光度计、空气浴振荡器、数字式 pH计。
1.2 主要试剂1.2.1 Cu 、Cd 标准储备液：称取1.0000g光谱纯金属铜于50ml烧杯中，加入硝酸溶液<1 +1）20ml，温热。
待完全溶解后，转至1000ml容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。
称取2.3050g硫酸镉冷却，移入1000ml容量瓶中，用蒸馏去离子水稀释并定容，配制成1mg/ml 的标准Cd溶液，将配制好的溶液置于1000ml 的容量瓶中待用。
1.2.2 待测的Cu 与Cd 混合溶液用500ml的量筒分别量取以上配制好的溶液各500ml，将其放入1000ml的容量瓶中，定容至刻度线，摇匀使其充分混合待用[1]。
二实验方法准确称量1g的纳M氧化锌粉末5份，将其分别转移到5个150 ml的锥形瓶中，向其中加入50ml配制好的Cu 和Cd 的重金属混合液。