微米炭纤维吸附水溶液中镉离子的性能

高占明¹，李振涛¹，韩梅²，赵宗彬¹，邱介山¹

1. 大连理工大学辽宁省能源材料化工重点实验室,大连理工大学精细化工国家重点实验室2. 大连理工大学基础化学实验中心

摘 要：采用煤基炭棒阳极,在氦气/乙炔气氛下直流电弧放电制备了直径0.4μm～0.6μm、长度数十微米的炭纤维。以该微米炭纤维（MCFs）为吸附剂,研究水中镉离子在其上的吸附性能。考察了MCFs的表面性质、时间、溶液pH值及镉离子初始浓度对吸附的影响。实验表明,浓硝酸氧化处理可明显增加MCFs表面含氧官能团数量,吸附能力显著增加;吸附动力学数据符合准二级速率方程。pH值对吸附影响较大。酸性条件下,吸附等温线可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合;沉淀发生条件下,可用表面沉淀模型拟合。MCFs的单位质量和单位比表面积的吸附量都很大,当pH=5.50和平衡浓度为2 mg.L-1时其吸附量分别为5.7 mg.g-1和0.058 mg.m-2。结果表明,MCFs在环境保护中显示出潜在应用前景。

关键词：炭纤维;镉离子;吸附;动力学;