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1、碳纳米管对重金属离子的吸附,环境工程 21018121,内容,碳纳米管的简介 碳纳米管的发现 碳纳米管的结构 碳纳米管对重金属离子的吸附 小结,碳纳米管（CNT）简介,碳纳米管（CNT）是一种新型的碳材料,力学、 热学、 磁学 及电学,大的比表面积、 高的热稳定性 和化学稳定性,中空的内腔 和层状结构,表面很容易 被修饰,CNT的发现,在1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛(Iijima)在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子,这就是 “Carbon nanotube”，即碳纳米管。,CNT的结构,碳纳米管具
2、有典型的层状中空结构特征,构成碳纳米管的层片之间存在一定的夹角。碳纳米管的管身是准圆管结构，管身由六边形碳环微结构单元组成。它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。,CNT对重金属离子的吸附,CNT的吸附原理,CNT的吸附作用主要是通过离子交换产生，性能主要取决于其表面的官能团或络合物。碳材料表面的酸性官能团越多，其分散相酸性就越强，氧含量就越多，其阳离子交换能力也越强。,CNT边缘氧化处理后表面可能存在的含氧官能团： a羧基 b酸酐 c内酯基 d乳醇基 e羟基 f羰基 g乙醚型氧 h醌类羰基,pH对CNT吸附的影响,pH值对CNT吸附水中Pb2+、Cu2+、Cd2+的影响很大
3、。这是因为溶液的pH值能影响吸附剂的表面电荷、被吸附物的离子化程度和生成物的类型。,pH对CNT吸附Pb2+的影响,pH值是支配吸附程度的基本变量。从低pH具有微不足道的吸附开始，随着pH值的增加，将产生一个具有12个pH单位的狭窄突变范围。在此范围中吸附作用几乎是从0%增加到100%。可见pH值对CNT吸附水中重金属离子非常重要。,CNT解吸,解吸过程就是将金属离子释放出来，它与吸附是互逆过程。前面所述CNT对重金属离子吸附的基本变量是pH值，改变pH值，就可以逐渐进行解吸。例如对Cu2+的解吸：,CNT的成本,目前CNT的市场价格一般高于2$/g。 不过现在人们已经开发了许多制备CNT的更有效方法，CNT的产量、质量有了很大的提高。从而使CNT的价格逐步降低，为CNT的实际应用创造了条件。,降低,小结,CNT的结构、性质决定了其优良的吸附能力，尤其是对重金属离子的吸附。通过解吸可以重复利用CNT。在众多的吸附剂中CNT更具有优越性。因此，CNT是一种非常理想的吸附材料，在环境保护、稀有元素的富集提取中都有广阔的应用前景。,Thank you!,