硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学

作者：陈锋; 郭世浩; 刘佩; 邓弘勇; 张继伟; 马路路; 马培; 刘帅霞

来源：科学技术与工程, 2020, 20(04): 1544-1550.

• 吸附
• 硼掺杂
• 多孔碳球
• 热力学
• 动力学
• 镉

以蔗糖为碳源、硼酸为硼源,采用水热法和化学活化法制备出硼掺杂多孔碳球(boron-doped porous carbon spheres,B-PCS),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)对B-PCS进行物理表征分析,探究B-PCS吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学。结果表明,B-PCS为球状无定型结构的碳材料,直径为1～6μm,比表面积达672.2 m2·g-1,孔体积为0.356 cm3·g-1,且表面含有大量的含氧和含硼官能团,这些特性可以为Cd(Ⅱ)提供更多的活性吸附位点,有利于提高B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附性能。动力学符合准二级动力学模型,B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附为化学吸附控制过程,内扩散和Boyd模型表明粒子内扩散不是控制吸附速率的唯一因素。Freundlich方程能更好地模拟吸附等温线,最大理论吸附量为41.5 mg·g-1,0<RL<1,说明B-PCS吸附Cd(Ⅱ)为有利吸附。吉布斯自由能(ΔG0)小于0,焓变(ΔH0)大于0,熵变(ΔS0)大于0,表明B-PCS吸附废水中的Cd(Ⅱ)为自发、吸热、熵增的过程。

• 单位
  河南工程学院