芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其对亚甲基蓝的吸附性能

芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其对亚甲基蓝的吸附性能书第３１卷第５期２０１２年５月环境化学ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＣＨＥＭＩＳＴＲＹＶｏｌ．３１，Ｎｏ．５Ｍａｙ２０１２２０１１年９月２１日收稿．国家自然科学基金（２１１７７０９５）；高等学校博士学科点专项科研基金（２０１０００７２１１００３３）；同济大学青年优秀人才培养行动计划（２０１０ＫＪ０２６）资助．通讯联系人，Ｔｅｌ：０２１６５９８１８３１；Ｅｍａｉｌ：ｊｍａ＠ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其对亚甲基蓝的吸附性能周露１陈君红１于飞２袁志文１马杰１（１．同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海，２０００９２；２．上海交通大学环境科学与工程学院，上海，２００２４０）摘要采用芬顿试剂法在碳纳米管纯化样品表面负载纳米磁性氧化铁颗粒，制备磁性碳纳米管杂化材料（ＭＷＣＮＴｓ／Ｆｅ２Ｏ３），该杂化材料具有较高的纳米氧化铁负载率（＞５０％）和优异的磁性能，制备过程中无需额外添加阳离子，不会对环境造成不利影响．将磁性碳纳米管杂化材料应用于染料废水处理中，结果发现ＭＷＣＮＴｓ／Ｆｅ２Ｏ３对亚甲基蓝染料吸附性能较好，吸附后用磁铁易于达到固液分离的效果．吸附性能研究表明，磁性碳纳米管对水溶液中亚甲基蓝的吸附在４０ｍｉｎ内吸附容量迅速上升，其值达到最大平衡吸附容量的８８％以上，６０ｍｉｎ基本达到平衡，吸附过程符合准二级动力学模型（Ｒ２＞０．９９９）．磁性碳纳米管吸附亚甲基蓝的平衡吸附量ｑｅ与亚甲基蓝溶液的平衡浓度Ｃｅ的关系满足Ｌａｎｇｍｕｉｒ（Ｒ２＞０．９９９）、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ（Ｒ２＞０．９７）以及ＤｕｂｉｎｉｎＲａｄｕｓｈｋｅｖｉｃｈ（ＤＲ）（Ｒ２＞０．９６）等温吸附模型．通过Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型计算可知磁性碳纳米管对亚甲基蓝的最大吸附容量为６９．９８ｍｇ·ｇ－１，吸附过程为有利吸附，由ＤＲ模型计算结果可以推断ＭＷＣＮＴｓ／Ｆｅ２Ｏ３对水溶液中亚甲基蓝的吸附机制以化学吸附为主．关键词磁性碳纳米管，吸附，亚甲基蓝，芬顿试剂．目前国内的许多行业，如纺织行业、造纸行业、印染行业等在生产过程中都用到了大量的化学药剂和染料，因而产生的水体污染问题日趋严重［１２］．水体的色度是一个严重的水污染问题，而水体中少量的染料残留就会造成很大的色度污染［３］．废水中的染料大部分含有致癌、致突变的