利用铁尾矿资源制备磁性纳米纤维素材料对Pb(Ⅱ)的吸附去除

为探索固废资源的高值化应用,利用铁尾矿合成磁性Fe_(3)O_(4),并通过与氨基酸离子液体和纤维素的交联,制备磁性纤维素纳米材料Fe3O4@Cellulose/AAILs,用于吸附去除重金属Pb^(2+)。应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对材料微观结构进行了表征,运用Box-Behnken响应曲面法研究了吸附过程的影响因素。FTIR和XRD分析表明,氨基酸的氨基和羧基修饰改性纤维素结构。选择Pb^(2+)去除率作为响应,考察了溶液的初始pH、吸附温度及吸附剂投加量之间的相互作用。结果表明:在25℃、pH值=7和吸附剂投加量为0.2 g时,Pb^(2+)去除率可达98.296%。材料的吸附行为符合Langmiur吸附等温模型、伪二级动力学模型。XPS分析进一步揭示了其对Pb^(2+)的吸附机理,主要包括表面物理吸附、离子交换、官能团络合、静电吸引等。Fe_(3)O_(4)@Cellulose/AAILs可以作为一种高效、快速的吸附剂用于去除水体中Pb2+。