棉花秆纤维素/壳聚糖改性蒙脱石复合水凝胶的制备及对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附

摘要

以棉花秆为原料,采用氧化均质、溶液插层和接枝共聚法成功制备了新型生物质吸附凝胶材料(CNF-MMT/CS)。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)等分析表征了复合水凝胶材料的形貌及结构,探究了其对水体中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能与可再生特性。结果表明:壳聚糖改性蒙脱石(MMT/CS)的加入扩大了CNF纳米复合凝胶的平均孔径,强化了网络结构,体现了多种活跃官能团,提供了优良的重金属离子吸附条件。当溶液pH值分别为5.5和6.0,MMT/CS添加量为2.5%时,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)拟合最大吸附量分别可达213.94和160.63 mg/g。吸附等温线拟合结果Freundlich数据模型优于Langmuir数据模型,而吸附动力学显示更符合准二级动力学模型。此外,CNF-MMT/CS-2.5复合凝胶还表现了优异的再生和重复利用性,5次循环后离子吸附率仍达到85%以上。