Fe3O4@PANI-PG硼吸附剂的制备、表征及其吸附性能

作者：乐云龙; 关云山^*; 鲍郁瑞; 马晓娜; 张卫东

来源：复合材料学报, 2023, 40(08): 4625-4636.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20221109.002

• 磁性纳米粒子
• 硼吸附剂
• 核壳结构
• 响应面法
• 聚苯胺
• 缩水甘油

基于磁性分离原理，设计并制备了一种磁性多元醇硼吸附剂，有效解决了传统吸附剂与水相分离困难问题。首先，以苯胺为单体，采用原位聚合反应在自制的磁性Fe3O4纳米颗粒表面包裹了一层聚苯胺(PANI)，然后通过缩水甘油与聚苯胺末端活性胺基开环反应，制备了一种核壳结构的多元醇硼吸附剂：丙二醇改性聚苯胺复合四氧化三铁(Fe3O4@PANI-PG)；采用SEM、TEM、EDS、XRD、XPS和FTIR等表征方法对材料的微观形貌、结构、组成及官能团进行了表征。其次，通过单因素实验考察了吸附时间、硼酸初始浓度、p H等因素对其硼吸附性能的影响，在此基础上采用响应面法优化得到了吸附最佳条件：时间t=10 h，初始浓度C0=1 309 mg/L,p H=9.93和相应最佳吸附量Qe=0.1181 mmol/g。此外，通过吸附动力学及吸附等温式拟合，研究发现该吸附剂对硼吸附过程符合准二级吸附动力学和Langmuir等温吸附模型。最后对其吸附机制进行探究，研究发现：该吸附剂末端邻位羟基与水相中的B(OH)4-发生络合反应形成了稳定的五元环螯合物。

• 单位
  青海大学