MoS_(2)/壳聚糖复合微粒的制备及其对水体中Pb(Ⅱ)的吸附性能与吸附机制

摘要

以MoS_(2)及壳聚糖(CS)为原料制备W-MoS_(2)/CS复合微粒,分析MoS_(2)掺杂对复合微粒形貌及孔隙结构的影响,考察吸附过程中溶液pH值、初始浓度、吸附时间及共存离子等因素对Pb(Ⅱ)的吸附容量的影响.结果表明:W-MoS_(2)纳米花被均匀掺杂进CS凝胶内后,起到了一定的固定、粘合凝胶结构的作用,使得复合微粒结构更坚实,表面更粗糙,并且保持了良好的孔隙结构.随着pH值在4~7范围内增加,复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附量持续增大,在pH=7时达到最大值.W-MoS_(2)/CS复合微粒吸附速率在30 min前先急剧升高,最后在120 min左右达到吸附平衡.实验中W-MoS_(2)/CS复合微粒对Pb(Ⅱ)的吸附更符合Langmiur模型,表明吸附过程以单层吸附为主,并且W-MoS_(2)/CS-2(50 mg MoS_(2))复合微粒的理论最大吸附容量为663.7 mg/g,优于大多数碳基和硫功能化的纳米材料.同时研究发现复合微粒在复杂离子共存的条件下依然对Pb(II)表现出极强的选择性,并且经过6个吸附再生循环后,W-MoS_(2)/CS复合微粒的吸附性能仍保持稳定,具有很好的重复使用性和再生能力.W-MoS_(2)/CS复合微粒的设计拓展了壳聚糖基材料在水处理领域的应用范围.