钛酸盐纳米管对水中氨氮的吸附特性

来源：环境科学杂志2019年第1期北京时间：

作者：张政,冯长生,张晓瑞,郏建奎,蒋彩云,李攀杰,王玉萍

单位：南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,江苏经贸职业技术学院工程技术学院, 江苏省食品安全工程技术研发中心, 南京 210007,南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023

摘要：以P25和NaOH为原料，采用水热法制备钛酸盐纳米管（TNTs），利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）对材料的组成和形貌进行表征，通过其对水中氨氮的静态吸附实验，考察TNTs对水中氨氮的吸附特性及规律.结果表明碱浓度为10 mol·L-1时，可以获得管长约120 nm，管径约为8 nm的钛酸盐纳米管，其对氨氮的平衡吸附量达到10.67 mg·g-1.pH值介于3~8时，TNTs能有效地吸附水中的氨氮.吸附过程在1 h基本达到平衡，符合准二级动力学方程.颗粒内扩散方程拟合结果发现，TNTs对氨氮的吸附过程由表面吸附和颗粒内扩散共同控制.Temkin方程能较好地描述TNTs对氨氮的吸附行为.热力学实验表明钛酸盐纳米管对氨氮的吸附是自发进行的吸热过程.共存阴阳离子对氨氮的吸附具有抑制作用，分别表现为SO₄2- > Cl- > H₂PO₄-、K+ > Na+ > Ca2+.再生的钛酸盐纳米管对氨氮循环吸附5次仍有88.64%的吸附效果.红外光谱（FT-IR）研究表明钛酸盐纳米管对氨氮的吸附机制是TNTs层间的Na+与溶液中的NH₄+之间发生离子交换.钛酸盐纳米管的优良循环使用性能和大吸附容量使得其能有效地去除水中氨氮.

关键词：钛酸盐纳米管,吸附,氨氮,动力学,吸附机制,