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1 第 11 卷第4 期 过 程 工 程 学 报 Vol.11 No.4 2011 年 8 月 The Chinese Journal of Process Engineering Aug. 2011 纳米多孔二氧化钛空心球的水热法制备及其对 Cr(VI)的吸附特性 1,2 2 1,2 2 1 2 向炜成 ， 胡 鹏 ， 张 星 ， 姚明水 ， 徐瑞芬 ， 袁方利 (1. 北京化工大学材料科学与工程学院，北京 100029 ；2. 中国科学院过程工程研究所，北京 100190) 摘 要：利用水热法一步合成了 TiO . 结构、形貌表征结果显示，所得产物为纯相锐钛矿型多孔空心结构，平均粒径 2 为 172 nm. 以此吸附剂对Cr(VI) 的吸附实验结果表明，溶液pH 对 TiO2 吸附性能影响显著，在 pH 为 2.7 时，产物最 大吸附率为 86%，随 pH 值升高，吸附率逐渐降低. 其等温吸附行为很好地符合朗缪尔单分子层吸附模型，通过计算 得到产物对 Cr(VI) 的理论最大单位吸附量为 23 mg/g. 产物吸附 Cr(VI)后，使用碱液可将吸附的 Cr(VI)离子脱附，表 现出了极好的重复使用性能. Cr(III)共存对 TiO2 的Cr(VI)离子吸附能力没有明显影响. 关键词：吸附；Cr(VI) ；二氧化钛；多孔空心球 中图分类号：TQ424.29 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2011)04−0678−06 1 前 言 面积，在废水处理领域常被用来吸附不同种类的污染物. 因此，多孔 TiO2 亦被期望拥有更佳的吸附性能. 周新革 随着环境保护日益受到重视，有害废弃物的排放标 [14] 已证实介孔 TiO2 对 Cr(VI) 的吸附性能优于非介孔 准也逐渐提高. 工业废水中存在铅、铬、汞等重金属离 TiO . 虽然多孔空心TiO 因其高比表面积等特有的优势 2 2 子，对环境污染严重，因而对其进行有效处理也越来越 在光催化、太阳能电池方面得到了深入研究[15,16] ，但将 受到重视[1,2]. 广泛存在于印染、电镀等行业废水中的重 多孔空心 TiO2 用于重金属离子吸附还未见报道. 金属铬主要以Cr(III)和 Cr(VI)两种形式存在，其中 Cr(VI) 合成空心结构材料的方法很多，其中应用最广泛的 是主要的环境污染物，其毒性是 Cr(III)的 100 倍，对人 模板法包括硬模板法和软模板法. 二氧化硅[17]、聚苯乙 体有强致癌作用. 国家规定 Cr(VI) 的排放标准仅为 0.5 烯[18]、胶体碳球[19]等常用作硬模板. 硬模板法需通过煅 mg/L ，属一类污染物，对其进行处理有非常重要的意义. 烧或使用 HF 酸溶解等方法去除硬模板，难免会对产品 目前含铬废水的处理方法主要有化学还原法、滤膜法、 的结构造成损坏. 软模板是指乳胶液滴[15] 、气泡[16]等不 生物法及吸附法