聚多巴胺修饰多功能磁球对磷石膏矿渣浸出液中Cr(Ⅵ)的吸附去除研究

摘要

以溶剂热法合成了Fe₃O₄磁核，并将在碱性条件下由盐酸多巴胺自聚形成的聚多巴胺（Polydopamine, PDA）包覆在此磁核上，形成聚多巴胺功能化修饰的磁球（Fe₃O₄@PDA）。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和振动样品磁强计（VSM）等技术对Fe₃O₄@PDA进行全面表征。将Fe₃O₄@PDA应用于Cr（Ⅵ）的吸附去除研究，结果显示，当Fe₃O₄@PDA用量为5.3 mg、Cr（Ⅵ）溶液的起始pH为1.54、Cr（Ⅵ）溶液的起始浓度为125 mg/L、振荡时间为180 min时的吸附效果最佳，最大吸附容量为133.68 mg/g。通过拟合吸附动力学、热力学、等温线模型，结果显示：吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温线吸附模型，表明Fe₃O₄@PDA对Cr（Ⅵ）的吸附过程主要受化学吸附和单分子层吸附影响；Fe₃O₄@PDA的吸附容量随着温度的升高显著增加。通过XPS能谱对比分析Fe₃O₄@PDA吸附Cr（Ⅵ）前、后的谱图，发现吸附机理主要是Fe₃O₄@PDA中的氨基与Cr（Ⅵ）之间存在强烈的螯合作用及静电相互作用。将Fe₃O₄@PDA应用于磷石膏矿渣浸出液中Cr（Ⅵ）的吸附去除研究，结果显示，Fe₃O₄@PDA对Cr（Ⅵ）有着优异的吸附性能，对磷石膏矿渣浸出液中的Cr（Ⅵ）具有吸附去除效果。

关键词

Fe₃O₄@PDA / 磷石膏矿渣浸出液 / Cr（Ⅵ） / 吸附

基金资助

贵州省基础研究计划(自然科学)(黔科合基础-ZK[2024]一般440); 国家级大学生创新创业训练计划项目(S2024106631128); 2023年度贵州师范大学教学内容和课程体系改革项目(2023XJJG08)