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硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学
引用本文:陈锋,郭世浩,刘佩,邓弘勇,张继伟,马路路,马培,刘帅霞.硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学[J].科学技术与工程,2020,20(4):1544-1550.
作者姓名:陈锋  郭世浩  刘佩  邓弘勇  张继伟  马路路  马培  刘帅霞
作者单位:河南工程学院资源与环境学院,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院,郑州451191
基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(41401549)、河南省科技发展计划项目(152102310323)、河南省高等学校重点科研项目(19A610004)、河南工程学院博士基金项目(D2017011)和2019年度河南省青年人才托举工程项目(2019HYTP012)。
摘    要:以蔗糖为碳源、硼酸为硼源,采用水热法和化学活化法制备出硼掺杂多孔碳球(boron-doped porous carbon spheres,B-PCS),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)对B-PCS进行物理表征分析,探究B-PCS吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学。结果表明,B-PCS为球状无定型结构的碳材料,直径为1~6μm,比表面积达672.2 m~2·g~(-1),孔体积为0.356 cm~3·g~(-1),且表面含有大量的含氧和含硼官能团,这些特性可以为Cd(Ⅱ)提供更多的活性吸附位点,有利于提高B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附性能。动力学符合准二级动力学模型,B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附为化学吸附控制过程,内扩散和Boyd模型表明粒子内扩散不是控制吸附速率的唯一因素。Freundlich方程能更好地模拟吸附等温线,最大理论吸附量为41.5 mg·g~(-1),0R_L1,说明B-PCS吸附Cd(Ⅱ)为有利吸附。吉布斯自由能(ΔG~0)小于0,焓变(ΔH~0)大于0,熵变(ΔS~0)大于0,表明B-PCS吸附废水中的Cd(Ⅱ)为自发、吸热、熵增的过程。

关 键 词:吸附  硼掺杂  多孔碳球  热力学  动力学  
收稿时间:2019/5/18 0:00:00
修稿时间:2019/10/25 0:00:00

Kinetic and Thermodynamic Studies on the Adsorption of Bivalent Cadmium by Boron-doped Porous Carbon Spheres
Chen Feng,Guo Shihao,Liu Pei,Deng Hongyong,Zhang Jiwei,Ma Lulu,Ma Pei,Liu Shuaixia.Kinetic and Thermodynamic Studies on the Adsorption of Bivalent Cadmium by Boron-doped Porous Carbon Spheres[J].Science Technology and Engineering,2020,20(4):1544-1550.
Authors:Chen Feng  Guo Shihao  Liu Pei  Deng Hongyong  Zhang Jiwei  Ma Lulu  Ma Pei  Liu Shuaixia
Institution:Henan University of Engineering,,,,,,,
Abstract:
Keywords:adsorption    boron-doped    porous carbon spheres    thermodynamics    kinetics    cadmium
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