功能化氮掺杂空心碳球的制备及其对Pb²⁺的吸附特性

摘要

水热法合成氮掺杂空心碳球（CS），通过活化反应分别将尿素和硫脲接枝到表面富含羟基的空心碳球上，制备了两种用于去除Pb²⁺的新型增强吸附剂Urea-CS和Thiourea-CS。在吸附剂质量为40 mg、Pb²⁺初始质量浓度为800 mg/L、溶液pH为6和温度为25℃的吸附实验条件下，Thiourea-CS和Urea-CS的最大吸附量分别为212.35 mg/g和166.54 mg/g，去除率分别为42.30%和33.30%，均符合Langmuir吸附模型。热力学研究表明，吸附是一个自发的、吸热的、熵增加的过程。准二级吸附动力学模型与Urea-CS和Thiourea-CS的实验数据吻合。200 mg/L的Pb²⁺溶液经过5次吸附-解吸循环后，Urea-CS和Thiourea-CS仍具有良好的稳定性和重复性，去除率分别为95.24%和98.40%。XPS结果表明，氮/氧与Pb²⁺之间的络合作用在吸附机制中起重要作用。该方法对Pb²⁺的去除具有良好的可重复性和选择性。

关键词

空心碳球 / Urea-CS / Thiourea-CS / 铅吸附