季铵盐改性二氧化硅的制备及其吸附钒（Ⅴ）的性能

• 作者: 张翠红 王靖 王洁 袁文蛟
• 来源期刊: 工业水处理
• 学科: 化学
• 关键词: 吸附;季铵盐;改性二氧化硅;钒(Ⅴ)
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 110-120
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19965/j.cnki.iwt.2023-1266

摘要

钒（Ⅴ）是一种重要的战略金属资源，在合金制造、化工和新能源等领域被广泛应用，逐渐成为废水中的新兴污染物之一。合成了一种季铵盐改性二氧化硅（SiO2@DMOA）材料用于吸附水溶液中的钒（Ⅴ）。热重分析、FT-IR、SEM以及EDS结果证明了SiO2@DMOA复合材料的成功合成。在20 mL 2 mmol/L钒（Ⅴ）溶液中加入50 mg SiO2@DMOA，调节溶液pH为3.3，在接触时间为15 min和温度为298 K条件下，SiO2@DMOA对钒（Ⅴ）的吸附容量为38.97 mg/g。准二级反应动力学和Langmuir吸附等温模型结果表明SiO2@DMOA吸附钒（Ⅴ）的过程为表面单层的化学吸附，颗粒内扩散模型和Boyd模型证明了液膜扩散是该吸附过程的主要限速步骤。热力学结果显示SiO2@DMOA吸附钒（Ⅴ）的ΔH0>0、ΔS0>0、ΔG0<0，表明吸附过程是可行的和自发的。在离子强度（NaCl）<0.1 mol/L时，共存离子对SiO2@DMOA吸附钒（Ⅴ）效果的影响几乎可以忽略。此外，在pH为3～5时，钒（Ⅴ）与铬（Ⅵ）两者的最大分离系数(βV/Cr)为135.42。经过5个循环的吸附-解吸实验，SiO2@DMOA的吸附效能无明显衰减。