同步活化氮掺杂海藻酸钠基多孔碳制备及对双酚A的高效吸附

摘要

为了进一步提升多孔碳材料的吸附性能,以海藻酸钠(SA)为碳前驱体、K_(2)CO_(3)为活化剂、三聚氰胺为氮掺杂剂,通过一步法实现同步活化氮掺杂海藻酸钠基多孔碳材料(SAC/N)的制备,研究了掺氮比对多孔碳吸附性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等方法对样品进行了表征.结果显示,SA、K_(2)CO_(3)和三聚氰胺的质量比为1:1:0.2时,得到最佳产物SAC/N-0.2,其比表面积为2017.98m^(2)/g,总孔体积达到1.23cm^(3)/g,相比不掺氮多孔碳(SAC/N-0)分别提高了0.88倍和1.1倍.吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir模型.在308K下,SAC/N-0.2在30min内即可达到对双酚A(BPA)的吸附平衡,其饱和吸附量高达1180.02mg/g,相比SAC/N-0提高了1倍.掺氮后的材料表现为明显的层状多孔结构,充分说明三聚氰胺在SA活化过程中起到协同致孔的作用.此外,SAC/N-0.2具有较强的抗酸碱、抗离子和有机物干扰的能力,并具有良好的可再生性能.