編號：NMJS05904
篇名：溫和水熱法合成鈦酸鹽納米管及其對水中重金屬離子的吸附研究
作者：雷立[1,2] ;李學(xué)釗[2] ;晉銀佳[3] ;王婷[2] ;晏友[1] ;劉文[2]
關(guān)鍵詞：鈦酸納米管 水熱反應(yīng) 吸附容量 重金屬離子 吸附選擇性
機(jī)構(gòu)： [1]交通運輸部水運科學(xué)研究院,北京100088; [2]北京大學(xué)環(huán)境工程系,水沙科學(xué)教育部重點實驗室,北京100871; [3]華電電力科學(xué)研究院環(huán)保技術(shù)部,杭州310030
摘要： 采用溫和水熱法一步快速合成了鈦酸鹽納米管（TNTs）,并應(yīng)用于對水中重金屬離子Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Cr（Ⅲ）的吸附.通過選擇納米級銳鈦礦替代P25型二氧化鈦作為反應(yīng)原材料,成功將水熱反應(yīng)時間從72 h縮短至6 h.TEM,XRD和FT-IR等表征證實了新合成材料的為管狀鈦酸鹽結(jié)構(gòu).TNTs對3種重金屬離子的吸附動力學(xué)均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程,吸附等溫線均符合Langmuir模型,且對Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Cr（Ⅲ）的理論最大吸附量分別高達(dá)525.58、214.41和69.65 mg·g^（-1）.p H=5時,吸附動力學(xué)實驗表明對于初始濃度分別為200、100和50 mg·L^（-1）的Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Cr（Ⅲ）,在TNTs上的平衡吸附量分別為513.04、212.46和66.35 mg·g^（-1）,吸附性能優(yōu)于傳統(tǒng)吸附材料.合成的TNTs結(jié)構(gòu)為三聯(lián)的[Ti O6]八面體骨架和層間H＋/Na＋,其吸附機(jī)理為金屬陽離子與TNTs層間Na＋的離子交換.同時,共存離子對吸附的影響實驗表明TNTs對重金屬離子的吸附存在選擇性,即使在較高的共存離子濃度下（10 mmol·L^（-1））TNTs對目標(biāo)重金屬離子的吸附性能依然優(yōu)異.該研究提供了一種應(yīng)用鈦酸納米材料高效去除水體重金屬離子的方法.
