温度对合成钛酸盐纳米材料的影响及其对水中Cd(II)的去除效果

为有效去除水中Cd（Ⅱ），以TiO2纳米粉和NaOH为原料，调节水热反应温度分别为100、120、150和190℃，制备出了不同形貌的TNs（钛酸盐纳米材料），分别记为TNs-100、TNs-120、TNs-150和TNs-190，并对其形貌、结构、比表面积、化学组成等物理化学性能进行了表征；通过对水中Cd（Ⅱ）的静态吸附试验，考察了TNs对Cd（Ⅱ）的吸附性能.结果表明：随着合成温度的升高，TNs的形貌逐渐从纳米片演变成纳米管，管长逐渐变长，最后变成纳米棒.TNs-100的晶型结构主要是锐钛矿型；随着温度升高，结晶度逐渐增强；TNs-190出现了部分金红石相.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附能力最强，最大平衡吸附量为254.66 mg/g，最佳吸附pH为5.0.再生的TNs-150对Cd（Ⅱ）循环吸附6次的去除率和解吸率均可达93%以上.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附过程符合准二阶动力学方程和Langmuir吸附等温模型，吸附机制主要是TNs层间Na+和H+与溶液中Cd（Ⅱ）的离子交换.研究显示，TNs的饱和吸附量均高于同类吸附剂，能有效去除水中Cd（Ⅱ）.