编号：NMJS08381

篇名：氯化锂插层氮化碳材料的可控制备及吸附性能

作者： 位亚茹 马晶 袁婷婷 姜嘉伟 段银利 薛娟琴

关键词： 氮化碳 插层 吸附性能 氯化锂 动力学模拟

机构： 西安建筑科技大学化学与化工学院

摘要： 近年来,有机废水对环境造成的污染已经引起了广泛的关注.吸附法操作简单,已经被广泛用于处理染料废水.通过在类石墨相氮化碳(g-C3N4)上用氯化锂(LiCl)插层制备了一系列 Li/GCN-x 复合材料,并采用 X 射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2-吸脱附、场发射扫描电子显微镜(SEM)以及 X 射线光电子能谱(XPS)等对所得吸附剂的形貌和结构进行了表征.测试结果表明,g-C3N4具有明显的层状结构,使得 LiCl 在层间能够稳定地生长.LiCl 的加入使得 g-C3N4晶格膨胀,层间距扩大,表明 LiCl 成功插层.此外,插层后 Li/GCN 的比表面积远大于 g-C3N4,扩大的比表面积以及形成的 π 共轭体系使得 Li/GCN 在吸附方面具有较大的潜力.通过控制实验条件,研究了 Li/GCN 对有机染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能.结果表明,Li/GCN-5 吸附剂在 p H 为 6 时,5 min 吸附量可达 704 mg·g-1.通过动力学拟合,Li/GCN 对 MB 的吸附过程是由准二级动力学模型占主导地位.进一步通过 Weber-Morris 模型探究吸附控制过程,结果表明 MB 的吸附由表面扩散和孔内扩散共同作用,其中表面扩散占主导,且新增官能团与 MB 分子间可形成氢键,并通过 π-π 键相互作用增强吸附能力.采用共混热聚合法所制备的 Li/GCN 吸附剂具有稳定、均一、比表面积大等优点,且简单快速地实现对 MB 的吸附,克服了常用吸附剂动力学缓慢的缺点,为该材料的工业化应用提供一定的借鉴.