羧甲基纤维素钠/己二酸二酰肼水凝胶的制备及其重金属离子吸附性能研究

袁琦; 王玉珑; 韩俊源; 魏鑫鑫; 戴洋; 刘艳新

袁琦,王玉珑,韩俊源,魏鑫鑫,戴洋,刘艳新.羧甲基纤维素钠/己二酸二酰肼水凝胶的制备及其重金属离子吸附性能研究[J].中国造纸学报,2021,36(4):38-47

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羧甲基纤维素钠/己二酸二酰肼水凝胶的制备及其重金属离子吸附性能研究

Study on Preparation of Sodium Carboxymethyl Cellulose/Adipic Dihydrazide Hydrogel and Its Adsorption Performance for Heavy Metal Ions

投稿时间：2020-12-28

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2021.04.38

中文关键词: 羧甲基纤维素钠（CMC）己二酸二酰肼（ADH）水凝胶重金属离子废水

Key Words:sodium carboxymethyl cellulose （CMC） adipic dihydrazide （ADH） hydrogel heavy metal ions wastewater

基金项目:

作者	单位	邮编
袁琦	长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南长沙，410114	410114
王玉珑	长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南长沙，410114	410114
韩俊源	长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南长沙，410114	410114
魏鑫鑫	长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南长沙，410114	410114
戴洋	长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南长沙，410114	410114
刘艳新	长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南长沙，410114	410114

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中文摘要:

以羧甲基纤维素钠（CMC）为基材、己二酸二酰肼（ADH）为交联剂，成功制备了具有三维网络结构的CMC/ADH水凝胶，研究了CMC/ADH水凝胶对废水中重金属离子（Cr⁶⁺、Cu²⁺、Pb²⁺）的吸附性能。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析（EDS）和溶胀性能分析等方法对CMC/ADH水凝胶进行表征；研究了吸附时间、pH值及重金属离子初始浓度对CMC/ADH水凝胶在模拟废水中吸附行为的影响；并对CMC/ADH水凝胶的吸附机理进行分析研究。结果表明，在室温（25℃）、pH值=3、重金属离子初始浓度50 mg/L、吸附时间300 min的条件下，CMC/ADH水凝胶对废水中Cr⁶⁺、Cu²⁺和Pb²⁺的吸附量分别为31.5、75.9和72.0 mg/g；其吸附过程的动力学模型和等温模型的拟合结果表明，CMC/ADH水凝胶吸附重金属离子的过程是单层化学吸附过程。

Abstract:

The sodium carboxymethyl cellulose/adipic dihydrazide （CMC/ADH） hydrogel with three-dimensional network structure was successfully prepared by using CMC as the substrate and ADH as the cross-linking agent. The adsorption performance of the CMC/ADH hydrogel on heavy metal ions （Cr⁶⁺， Cu²⁺， and Pb²⁺） in wastewater was studied. The as-prepared hydrogel was characterized through Fourier transform infrared spectroscopy （FT-IR）， scanning electron microscope （SEM）， X-ray energy spectrum analysis （EDS）， and swelling performance analysis. The effects of adsorption time， pH value， and initial concentration of heavy metal ion on the adsorption process of CMC/ADH hydrogel in simulated wastewater， and the mechanism of which were studied. The results showed that the adsorption capacities of CMC/ADH hydrogel for Cr⁶⁺， Cu²⁺， and Pb²⁺ were 31.5， 75.9， and 72.0 mg/g， respectively， at room temperature （25℃）， pH value of 3， initial concentration of heavy metal ion of 50 mg/L， and adsorption time of 300 min. The kinetic model and isothermal model fitting results of the adsorption process showed that adsorption of CMC/ADH hydrogel on heavy metal ions was a monolayer chemical process.

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