Page 212 - 《精细化工》2022年第1期

·202· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

量浓度及溶出率。结果显示，CSCBC 含 Fe 量高达
298945 mg/kg，而吸附后溶液中 Fe 离子质量浓度仅
为 25.86 mg/L，溶出率为 1%，表明材料具有优异的
水稳定性，并且不会对环境造成二次污染。

3 结论

（1）CS 经掺量 8%的水玻璃（模数为 1.6）激
发作用下制备的 CSCBC 可高效吸附 Cr(Ⅵ)。当

Cr(Ⅵ)初始质量浓度为 100 mg/L 时，在吸附温度为
a—CSCBC 吸附前；b—CSCBC 吸附后
25 ℃，pH=1，吸附剂投加量为 8 g/L，吸附 120 min
图8 CSCBC吸附前后的N 2 吸附-脱附曲线和孔径分布（插图）
Fig. 8 N 2 adsorption-desorption curves and pore size 内达吸附平衡，Cr(Ⅵ)吸附率在 99%以上，最大理
distribution(insert) of CSCBC before and after 论吸附容量可达 25.3 mg/g，并且在循环使用 6 次后
adsorption
依旧保持优异的吸附性能。
表 8 CSCBC 吸附前后 BET 及孔结构参数 （2）吸附动力学和热力学研究表明，CSCBC 吸
Table 8 BET and pore structure parameters before and after 附 Cr(Ⅵ)过程的动力学和热力学可用准一级动力学
CSCBC adsorption
模型和 Langmuir 等温吸附模型进行描述。
BET 比 平均 总孔体积/
2 3 （3）采用 XPS 对吸附机理进行探究发现，CSCBC
表面积/(m /g) 孔径/nm (cm /g)
CSCBC 吸附前 45.946 4.906 0.0563 吸附 Cr(Ⅵ)机理是通过将 Cr(Ⅵ)还原成 Cr(Ⅲ)并吸
CSCBC 吸附后 69.889 3.430 0.0599 附在材料表面及内部实现的。未来的研究方向还应
更注重在实际废水和动态吸附方面的应用。
2.6 CSCBC 再生性能及毒性浸出
探讨吸附剂再生性能对其在工业化应用尤为重 参考文献：
要。选取吸附条件：CSCBC 投加量 8 g/L，Cr(Ⅵ) [1] YANG J B, YU M Q, QIU T. Adsorption thermodynamics and kinetics
of Cr(Ⅵ) on KIP210 resin[J]. Journal of Industrial & Engineering
初始质量浓度为 150 mg/L，吸附时间为 240 min， Chemistry, 2014, 20(2): 480-486.
pH=1；以首次吸附为起点，采用 1 mol/L 的 NaOH [2] TANG J C, ZHAO B B, LIU H H, et al. Development of a novel
溶液作为解吸剂研究 CSCBC 上 Cr(Ⅵ)的解吸过程。 pyrite/biochar composite (BM-FeS 2@BC) by ball milling for aqueous
Cr(Ⅵ) removal and its mechanisms[J]. Journal of Hazardous Materials,
CSCBC 对 Cr(Ⅵ)吸附再生性能如图 9 所示。 2021, 413: 125415.
[3] LIU Z, YU R T, DONG Y P, et al. The adsorption behavior and
mechanism of Cr(Ⅵ) on 3D hierarchical α-Fe 2O 3 structures exposed
by (001) and non-(001) planes[J]. Chemical Engineering Journal, 2017,
309: 815-823.
[4] JIANG Y H, LI F, DING G B, et al. Synthesis of a novel ionic liquid
modified copolymer hydrogel and its rapid removal of Cr(Ⅵ) from
aqueous solution[J]. Journal of Colloid & Interface Science, 2015,
455: 125-133.
[5] PARSONS J G, HERNANDEZ J, GONZALEZ C M, et al. Sorption
of Cr(Ⅲ) and Cr(Ⅵ) to high and low pressure synthetic nano-
magnetite (Fe 3O 4) particles[J]. Chemical Engineering Journal, 2014,
254: 171-180.
[6] HU M S (胡美世), LE C T (乐成涛), WANG M (王淼), et al.
Preparation of porous silicate loaded micro-nano Zero-valent iron by
图 9 CSCBC 连续吸附-解吸循环去除 Cr(Ⅵ) modification of copper slag and its removal of Cr( Ⅵ ) from
Fig. 9 CSCBC continuous adsorption-desorption cycles to wastewater[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources
remove Cr(Ⅵ) (矿产保护与利用), 2020, (3): 40-45.
[7] SONG X R (宋向荣). Preparation of ferrophosphate chemically bonded
从图 9 可知，吸附循环次数增加，吸附容量逐 ceramics and study on adsorption properties of Cr(Ⅵ)[D]. Kunming:
渐下降，从最开始的 18.7 mg/g 降低至 14.1 mg/g。 Kunming University of Science and Technology (昆明理工大学),
2018.
但 6 次循环实验后的吸附容量依旧保持初次吸附容 [8] WANG X (王鑫). Research on the experimental study on comprehensive
量的 75%以上，这表明 CSCBC 作为 Cr(Ⅵ)吸附剂 utilization of iron from copper slag[D]. Xi'an: Xi'an University of
Architecture and Technology (西安建筑科技大学), 2016.
再生性能较好，有着良好的工业应用价值。此外，
[9] XU L (徐露), KU J G (库建刚), LIN C J (林存键). Progress in iron
采用 ICP-OES 分析吸附前后 CSCBC 的总 Fe 离子质 recovery from copper slags[J]. Modern Chemical Industry (现代化