超声氧化多壁碳纳米管对水中Ni(II)的吸附效能

针对地下水中微量致癌物——Ni(Ⅱ)的超标问题，开发了一种超声氧化多壁碳纳米管(MWCNTs-Mn)吸附剂，并将其用于去除水中Ni(Ⅱ)。通过单因素变量法优化了MWCNTs-Mn的制备条件，基于动力学和等温吸附实验考察了MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的吸附效能，最后基于表面物化特性分析了MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的吸附机理。结果表明：在KMnO4投量为2.1 g、超声氧化时间为2.5 h、温度为35 ℃时，MWCNTs-Mn对Ni(Ⅱ)吸附效能最佳，MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的最大吸附量可达22.37 mg·g−1，比氧化前提高了16.61倍；MWCNTs-Mn对水中Ni(Ⅱ)的吸附可用Langmuir等温吸附模型(R2=0.996 2)和准二阶动力学吸附模型(R2=0.997 1)拟合，说明该吸附为单分子层吸附和化学吸附；与超声氧化前相比，MWCNTs-Mn的中孔孔容降低了72.25%，O含量增加了12.68%，这说明超声氧化增加了MWCNTs-Mn表面的亲水性含氧官能基团(羟基和羧基)含量，并通过与水中Ni(Ⅱ)的表面络合进而提高其吸附效能。此吸附材料的优化合成可为地下水中Ni(Ⅱ)的有效去除提供技术支持。