Page 223 - 《精细化工》2023年第11期

第 40 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.40, No.11
2 023 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2023

水处理技术与环境保护
聚乙烯亚胺改性蔗渣纤维素/蒙脱土复合球的

制备及对 Cd(Ⅱ)的吸附

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付 欣 ，蔡平雄 ，潘远凤
（1. 广西大学 化学化工学院 广西资源化工应用新技术高校重点实验室，广西 南宁 530004；2. 北部湾
大学 石油与化工学院，广西 钦州 535011）

摘要：以聚乙烯亚胺（PEI）改性甘蔗渣纤维素（SBC）（记为 PEI-SBC）和改性蒙脱土（SMt）为原料，CaCO 3
为致孔剂，通过简单凝固浴法制备了 PEI-SBC/Mt 复合球。采用 FTIR、SEM、XRD、TGA、N 2 吸附对其进行了
表征，考察了溶液初始 pH、Cd(Ⅱ)初始质量浓度、吸附温度、吸附时间对 PEI-SBC/Mt 吸附 Cd(Ⅱ)的影响，并
分析了该吸附剂对 Cd(Ⅱ)的吸附机理。结果表明，在 25 ℃、溶液初始 pH=6、Cd(Ⅱ)初始质量浓度为 450 mg/L、
吸附时间 120 min 时，PEI-SBC/Mt 对 Cd(Ⅱ)的最大平衡吸附量为 235 mg/g。准二级动力学模型和 Langmuir 模
型能够准确描述吸附过程，PEI 的加入为吸附剂吸附 Cd(Ⅱ)提供了更多的活性位点。此外，吸附剂具有可重复
使用性，经过 5 次循环吸脱附后，其吸附率只由起始的 94.0%降至 79.8%。
关键词：甘蔗渣纤维素；复合球；吸附；Cd(Ⅱ)；吸附机理；水处理技术
中图分类号： X703；TQ424 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 11-2535-09

Preparation of polyethyleneimine modified bagasse cellulose/montmorillonite

composite spheres and their performance on adsorption of Cd(Ⅱ)

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FU Xin , CAI Pingxiong , PAN Yuanfeng
（1. Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of New Chemical Application Technology in Resource, School
of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi, China; 2. College of Petroleum and
Chemical Engineering, Beibu Gulf University, Qinzhou 535011, Guangxi, China）

Abstract: PEI-SBC/Mt composite spheres were synthesized from polyethyleneimine (PEI) modified
bagasse cellulose (SBC) (PEI-SBC) and modified montmorillonite (SMt) using calcium carbonate as
pore-forming agent via simple coagulation bath method, and characterized by FTIR, SEM, XRD, TGA, N 2
adsorption. The effects of initial solution pH, initial Cd(Ⅱ) mass concentration, adsorption temperature and
adsorption time on the performance of PEI-SBC/Mt on adsorption of Cd(Ⅱ) were then investigated,
followed by analysis on the adsorption mechanism. The results showed that the maximum equilibrium
capacity of PEI-SBC/Mt for adsorption of Cd(Ⅱ) reached 235 mg/g under the conditions of 25 ℃, pH=6
and initial Cd(Ⅱ) mass concentration of 450 mg/L. The adsorption process, which was single-molecule
chemisorption with PEI providing more active sites, could be accurately described by the quasi-second-
order kinetic model and Langmuir model. Moreover, the adsorbent was reusable and its adsorption capacity
only decreased from the original 94.0% to 79.8% after five cycles of adsorption and desorption.
Key words: bagasse cellulose; composite spheres; adsorption; Cd(Ⅱ); adsorption mechanism; water
technology

水体中镉离子〔Cd(Ⅱ)〕主要来源于电镀、电 降解，通过食物链富集进入人体，造成人体慢性中
[1]
池生产、合金制造等工业生产活动 ，难以被生物 毒，给人类健康和生态环境带来极大威胁。目前，

收稿日期：2022-12-24; 定用日期：2023-02-13; DOI: 10.13550/j.jxhg.20221172
基金项目：国家自然科学基金项目（22068006）
作者简介：付 欣（1994—），男，硕士生，E-mail：745451356@qq.com。联系人：潘远凤（1977—），女，教授，E-mail：panyf@gxu.edu.cn。