• 关键词：凹凸棒石  表面修饰  Cr（Ⅵ）  吸附动力学  吸附热力学

• 基金项目：国家自然科学基金（No.41401553）；2016年安徽工业大学省级大学生创新创业训练项目（No.201610360262）

• 王诗生
• 1 安徽工业大学能源与环境学院, 马鞍山 243032;2 安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心, 马鞍山 243032

• 刘齐齐
• 安徽工业大学能源与环境学院, 马鞍山 243032

• 王萍
• 1 安徽工业大学能源与环境学院, 马鞍山 243032;2 安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心, 马鞍山 243032

• 储蓓
• 安徽工业大学能源与环境学院, 马鞍山 243032

• 盛广宏
• 1 安徽工业大学能源与环境学院, 马鞍山 243032;2 安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心, 马鞍山 243032

• 练建军
• 1 安徽工业大学能源与环境学院, 马鞍山 243032;2 安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心, 马鞍山 243032

• 于冬冬
• 安徽工业大学能源与环境学院, 马鞍山 243032

• 摘要：以壳聚糖为生物质碳源,采用一步水热碳化法对凹凸棒石表面进行有机修饰,并采用扫描电镜（SEM）、拉曼（Raman）光谱、元素分析（EA）、X光电子能谱（XPS）、Zeta电势分析、热重分析（TGA）等对改性凹凸棒石进行表征分析.同时,通过静态吸附实验,研究了改性凹凸棒石对Cr（Ⅵ）吸附去除的性能,考察了温度对吸附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.结果表明,改性凹凸棒石表面富含含氧基团和氨基等活性基团；对总铬的吸附行为符合准二级动力学方程；表观吸附活化能为13.4 kJ·mol^-1,表明既有静电吸附,也有配位吸附,且以静电吸附为主；对总铬的吸附等温线符合Langmuir方程.在温度为298、308、318和328 K时,最大吸附量分别为203.3、232.6、267.4和322.6 mg·g^-1,说明改性凹凸棒石是一种新型环保高性能的除铬材料.在研究的温度范围内,ΔH⁰为19.8 kJ·mol^-1,ΔG⁰为-19.5~-23.7 kJ·mol^-1,ΔS⁰为72.1~131.8 J·mol^-1·K^-1,表明该吸附是一吸热的、自发的、熵增过程.

• Abstract：Attapulgite was organically modified through one-step hydrothermal carbonization of chitosan as a carbon source under mild temperature. Its characterizatics was examined by scanning electron microscope (SEM), Raman spectrum, element analysis (EA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Zeta potential determination and thermo gravimetric analysis (TGA). Adsorption kinetics and thermodynamics for total chromium on modified attapulgite under static condition, and the influence of temperature on the sorption had been investigated. The results indicate that a large amount of oxygen-containing groups and amino groups are loaded on modified attapulgite. Adsorption kinetics for total chromium is found to follow pseudo second order kinetics model. Apparent adsorption activation energy is 13.4 kJ·mol^-1, suggesting that the adsorption for total chromium is mainly attributed to electrostatic interaction and chelation, while chelation only plays a secondary role. Adsorption isotherms for total chromium can be described by Langmuir equation. The maximum adsorption capacities for total chromium are 203.3, 232.6, 267.4 and 322.6 mg·g^-1 under the temperature of 298, 308, 318 and 328 K respectively. This indicates that the modified attapugite is qualified for wastewater treatment as environment friendly, effective adsorbent for total chromium. The three important parameters (ΔH⁰=19.8 kJ·mol^-1, -23.7≤ ΔG⁰≤-19.5 kJ·mol^-1, 72.1≤ ΔS⁰≤131.8 J·mol^-1·K^-1) suggest that adsorption for total chromium is a spontaneous, endothermic and entropy increasing process.

• Key words：attapulgite  surface modification  Cr(Ⅵ)  adsorption thermodynamics  adsorption kinetics

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