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磷掺杂氮化硼气凝胶制备及其重金属离子吸附特性研究

收稿日期:2024-06-18 修回日期:2024-07-06

DOI:10.20078/j.eep.20240713

摘要:基于溶胶-凝胶法和低维氮化硼(BN)组装法,成功制备了氮化硼气凝胶(BN_aerogel)和磷掺杂氮化硼气凝胶(P-BN_aerogel),并将其应用于废水中重金属离子的处理。研究结果表明:P-BN_aerogel具有较大的比表面积(465... 展开+
摘要:基于溶胶-凝胶法和低维氮化硼(BN)组装法,成功制备了氮化硼气凝胶(BN_aerogel)和磷掺杂氮化硼气凝胶(P-BN_aerogel),并将其应用于废水中重金属离子的处理。研究结果表明:P-BN_aerogel具有较大的比表面积(465.4 m^2/g),引入P后,P-BN_aerogel表面新增了P—O—C和P—O基团,使重金属离子能够与吸附剂更稳定地结合。两种气凝胶的最佳吸附温度均为25℃;与BN_aerogel相比,P-BN_aerogel的吸附速率提高了13.0%,对Cu^2+的吸附能力提升了14.4%;P-BN_aerogel对Zn^2+、Cu^2+、Cd^2+和Pb^2+的最大吸附量分别为338.5、413.3、253.9和234.8 mg/g,其吸附过程以化学吸附主导,同时具备物理吸附的表面单层吸附特性;在混合重金属溶液中,BN_aerogel和P-BN_aerogel对于Cu^2+的去除效率最高,且P-BN_aerogel对Cu^2+具有一定的选择吸附性。得益于P掺杂提供稳定的配位环境和更多的吸附位点,P-BN_aerogel对各重金属的去除率均高于BN_aerogel。此外,P-BN_aerogel具有超轻密度和可控结构的特点,使其应用范围更加广泛,更具经济优势。  收起-

作者:

  • 张峻中
  • 刘铮
  • 刘博
  • 李彦龙*

作者简介

作者简介:张峻中(1999—),男,辽宁丹东人,硕士研究生,主要研究方向为改性氮化硼及其对重金属污染控制。E-mail: 962924086@qq.com
通讯作者:李彦龙(1982—),男,河北平山人,教授,主要研究方向为固废能源化与重金属污染控制研究。E-mail: liyanlong@sau.edu.com

单位

  • 沈阳航空航天大学 能源与环境学院

关键字

  • 氮化硼
  • 磷掺杂
  • 气凝胶
  • 重金属离子
  • 吸附性能

基金项目

国家自然科学基金资助项目(52376121)

引用格式

张峻中, 刘铮, 刘博, 李彦龙. 磷掺杂氮化硼气凝胶制备及其重金属离子吸附特性研究[J/OL].能源环境保护: 1-9[2024-08-01].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240713.

ZHANG Junzhong, LIU Zheng, LIU Bo, LI Yanlong. Preparation of phosphorus-doped boron nitride aerogel and its heavy metal ion adsorption properties[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-9[2024-08-01].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240713.

ZHANG Junzhong, LIU Zheng, LIU Bo, LI Yanlong. Preparation of phosphorus-doped boron nitride aerogel and its heavy metal ion adsorption properties[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-9[2024-08-01].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240713.

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