粉煤灰衍生水合硅酸钙PEI改性及吸附去除Cu(Ⅱ)与催化降解有机污染物

X522; 随着工业的快速发展,相关制造领域排放的污水重金属铜离子污染愈发严重.与此同时,催化领域对铜金属资源的需求却不断增加.本研究利用粉煤灰和改性剂聚乙烯亚胺(PEI)制备了低成本改性水合硅酸钙(PCSH),用于吸附水溶液中的铜离子(Cu(Ⅱ)),并进一步碱处理固定于表面的 Cu(Ⅱ),形成铜基活性材料用于有机污染物的催化降解.相比于未改性的样品(CSH),PCSH对Cu(Ⅱ)的饱和吸附容量提高 100%,高达 588 mg/g.研究发现,这主要是因为添加PEI有利于形成较大的比表面积、优良的孔隙结构以及Cu(Ⅱ)与-NH2 之间的强络合.从PCSH获得的铜基催化剂呈现纺锤形多孔形貌,作为催化剂分别用于活化过氧硫酸氢钾(PMS)氧化降解罗丹明 B(RhB)和活化硼氢化钠(NaBH4)还原降解4-硝基苯酚(4-NP),速率常数达到0.7135/min(pH(7.0±0.3);[RhB]= 20 mg/L;[PMS]= 0.12 g/L;[催化剂]= 0.8 g/L)和 11.47×10-3/s(pH(11.0±0.3);[4-NP]= 10-4 mol/L;[NaBH4]= 5×10-3 mol/L;[催化剂]= 0.167 g/L),是CSH催化剂体系的 20 和 19 倍.本工作利用固体废弃物粉煤灰实现了水溶液中铜元素的再利用,为水中污染物的有效处理和利用提供了新启示.