壳聚糖改性水热炭对制革生化尾水中Cr(Ⅵ)的去除研究

利用水热炭法制备了水热炭前驱体(WBC),并用壳聚糖对其改性得到改性水热炭(CWBC),利用SEM、FT-IR、纳米粒度表面电位分析仪等对材料进行表征,之后探究了CWBC对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性及吸附机理。结果表明,CWBC具有粗糙表面及紧密的三维网状结构,且表面存在C—N/N—H、C—H和C—O等官能团,CWBC中大部分为介孔,还有一小部分为大孔,是典型的混合结构,强化了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。当CWBC投加量为1.0 g/L,溶液pH为3,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,反应温度为35℃时,CWBC对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附量大于9.9 mg/g,对Cr(Ⅵ)的去除率达99%以上。此外,CWBC对实际制革生化尾水中Cr(Ⅵ)的去除率也可达到73.33%。再生实验结果表明,经8次吸附-脱附循环后,CWBC对Cr(Ⅵ)的去除率仍然达到75%以上,说明该复合材料循环利用性能良好。CWBC吸附Cr(Ⅵ)的过程更符合准一级反应动力学和Langmuir模型,为单分子层吸附,且物理吸附占主导。热力学分析结果表明,CWBC对Cr(Ⅵ)的吸附过程是主动进行的吸热反应。