Page 96 - 《精细化工》2022年第4期
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·732· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
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在本研究中，MPBN 主要通过离子交换吸附 Pb ， 的质量浓度为 184.30 mg/L。因此，通过〔式(11~12)〕
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因此静电引力对其吸附能力影响不大 [23] 。由于 计算得出，Pb 与 Ca 离子交换在 MPBN 吸附 Pb 2+
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MPBN 对 Pb 的吸附主要是 Ca 与 Pb 的离子交换， 过程中交换容量为 76.94%，为吸附反应的主要机理。
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Ca 浓度增加，产生的同离子效应对 MPBN 吸附 n Ca n Ca n Ca ( E B ) V （11）
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Pb 会产生一些影响。三价离子（Fe ）在所有金属 R B M Ca
n Ca M
离子中影响最大，从溶解度常数的角度来看，FePO 4 /% Pb 100 （12）
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(1.33×10 –22 )> Pb 3 (PO 4 ) 2 (8.0×10 –43 )，Fe 和 Ca 的离 2 Pb V
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子交换比 Pb 和 Ca 之间的离子交换更容易发生， 式中：nCa 为 Ca 交换的物质的量，mol；nCa R 为
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因此，Fe 对竞争吸附的影响最大。 实验组溶液中 Ca 的释放量，mol；nCa B 为空白组
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2.5 再生性研究 溶液中 Ca 的释放量，mol；ρ E 为实验组中 Ca 的
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利用饱和 Ca(OH) 2 溶液对吸附剂进行洗涤，目 释放质量浓度，g/L；ρ B 为空白组中 Ca 的释放质量
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的是使溶液中的 Ca 与 MPBN-Pb 上的 Pb 发生置 浓度，g/L；V 为溶液体积，L；η 2 为交换容量，%；
换，回收后的 MPBN 继续用于下次反应，其再生使 M Ca 为 Ca 的相对原子质量，40.078 g/mol；M Pb 为
用性见图 11。第 5 次使用后，MPBN 的吸附量降为 Pb 的相对原子质量，207.2 g/mol；ρ Pb 为实验组中
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391.99 mg/g，吸附效率仅降低 12.56%，具有良好的 MPBN 吸附 Pb 的质量浓度，g/L。
稳定性和重复再生性能。结合 XRD 的结果，吸附后
出现了 Pb 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 的特征衍射峰，HAP 的特征 3 结论
峰下降，说明随着吸附-脱附实验次数的增加，吸附 利用共沉淀法制备了具有磁性的羟基磷灰石改
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后部分 Pb 与 MPBN 上的活性位点牢固地结合起 性氮化硼吸附剂，MPBN 具有优异的 Pb 吸附性能，
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来，导致 Pb 很难被取代。因此，在下一次的吸附 当初始 Pb 质量浓度为 250 mg/L，pH=6.0，MPBN
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实验中，MPBN 的部分活性位点已经被占据，对 Pb 2+
投加量为 0.4 g/L 时，吸附容量为 460.75 mg/g，去
的吸附效率降低。由 VSM 的结果可以发现，MPBN-5
除率达到 95.8%，实现低吸附剂量高去除率的效果。
的磁性低于 MPBN，说明 5 次的吸附-洗脱导致少量 MPBN 对 Pb 的吸附过程符合准二级动力学和
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MP 脱落，最终导致 MPBN 吸附效率降低 [24] 。 Langmuir 等温吸附模型，表明吸附主要是通过单分
子层的化学吸附，并且是自发吸热的过程。MPBN
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对 Pb 的吸附机理主要归因为 MPBN 中的 Ca 和溶
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液中的 Pb 之间的离子交换，BN 的存在可以有效地
分散 HAP 和 Fe 3 O 4 ，增加吸附位点从而提高吸附量。
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经 5 次吸附-解吸再生循环，MPBN 对 Pb 的吸附量
依然可以达到 391.99 mg/g，磁化强度为 11.1 emu/g，
通过磁体可以实现快速回收。因此，MPBN 复合材
料是一种吸附性能较好，回收简易，再生性能良好的
吸附剂，可广泛应用于较高浓度铅污染废水的处理。
参考文献：
图 11 MPBN 的再生性能
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量的离子交换进行，HAP 表面为新产物的结晶提供 Chemosphere, 2022, 287(2): 132130.
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conventional and novel materials towards heavy metal adsorption in
对照实验，在相同的实验条件下，将 MPBN 投加至
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液中，200 r/min 振荡 10 h 后测定其中的 Ca 和 Pb 2+ [4] MRAMBA A S, NDIBEWU P P, SIBALI L L, et al. A review on
electrochemical degradation and biopolymer adsorption treatments
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质量浓度。结果发现，空白组中的 Ca 质量浓度为 for toxic compounds in pharmaceutical effluents[J]. Electroanalysis,
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质量浓度（29.80 mg/L），实验组中 MPBN 吸附 Pb 2+ electrospun nanofibrous membranes for the adsorption of heavy
