钛酸纳米管中钠离子含量对其吸附性能的影响.doc

文档介绍：
钛酸纳米管中钠离子含量对其吸附性能的
影响#
江芳,杨凯利,陈欢*
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(南京理工大学环境与生物工程学院,南京 210094)
摘要:采用水热法制备了钛酸纳米管,通过控制酸交换过程的 pH 值得到不同钠离子含量的
钛酸纳米管。以亚甲基蓝(Methylene Bule,MB)为模型反应物,考察了不同钠离子含量的钛
酸纳米管在不同环境温度下对 MB 的吸附行为。结果表明:钛酸纳米管中钠离子的含量对其
吸附性能有较大影响,钠离子含量高的钛酸纳米管对 MB 的吸附量高,这主要是由于钛酸纳
米管中的钠离子有稳定纳米管结构的作用;而随着钛酸纳米管中钠离子含量的增加,纳米管
表面的负电荷减少,MB 和纳米管表面的作用力减弱。随着吸附温度的升高,MB 在钛酸纳米
管上吸附量增大。
关键词:环境工程;钛酸纳米管;水热法;吸附;亚甲基蓝
中图分类号:O643
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Effects of sodium content on the adsorption activity of
Titanate Nanotube
JIANG Fang, YANG Kaili, CHEN Huan
(School of Environmental & Biological Engineering, Nanjing University of Science &
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Abstract:
Technology, NanJing 210094)
Titanate nanotubes (TNTs) were prepared via hydrothermal method and TNTs with
different sodium content were obtained by controlling the pH value in acid exchange process. The
adsorption activities of TNTs with different sodium content were evaluated by adsorption of
Methylene Bule (MB) under various environmental temperatures. The results showed that the
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sodium content in TNT had an effect on the adsorption behavior, and the TNT with high sodium
content exhibited a good adsorption capacity, which was ascribed to the fact that sodium in TNT
can stabilize the nanotubular structure. With the increase of temperatures the adsorption amount of
MB on TNTs enhanced.
Keywords: environmental engineering; titanate nanotube; hydrothermal method; adsorption;
Methylene Bule
0 引言
钛酸纳米管是一种新型的一维纳米材料,最早由日本科学家 Kasuga 等[1]在 1998 年采用
水热法制得。常用的制备钛酸纳米管的方法主要有模板法[2,3]、阳极氧化法[4,5]和水热法[6-8],
其中,水热法可以制得管径较小的钛酸纳米管,且操作简单、成本低廉,有利于工业化生产,
是目前研究较多的一种方法。研究表明,钛酸纳米管具有较高的比表面积,可用作吸附剂吸
附去除环境中的污染物。Lee 等[9]研究了钛酸纳米管对染料废水的吸附效果,实验结果显示,
通过控制纳米管中 Na+含量在较低水平,纳米管可有效的吸附去除水中的碱性染料。根据我
们前期的研究结果[10,11],水热法制备的纳米管的组成为:H2Ti2O5⋅H2O,属于钛酸结构,该
钛酸纳米管对阳离子染料具有较高的吸附量。
本文在常规静态水热法制备钛酸纳米管的过程中引入间歇碾磨步骤[12],得到了纯度较
高的钛酸纳米管,并以亚甲基蓝染料(Methylene Blue, 简称 MB,结构式见图 1)作为模型
基金项目:高等学校博士学科点基金(200802881031);国家自然科学基金(20807023)
作者简介:江芳,(1973-),女,副教授,主要从事水污染治理和环境材料的制备及应用研究. E-mail: