高分子材料科学与工程2024,Vol.40Issue(3) :110-117.DOI:10.16865/j.cnki.1000-7555.2024.0051

类乙二胺四乙酸螯合纤维素及其对水中重金属离子的吸附性能

EDTA-Like Chelating Cellulose for Adsorption of Cadmium and Lead Ions

申华 张文 杨露 丁保宏
高分子材料科学与工程2024,Vol.40Issue(3) :110-117.DOI:10.16865/j.cnki.1000-7555.2024.0051

类乙二胺四乙酸螯合纤维素及其对水中重金属离子的吸附性能

EDTA-Like Chelating Cellulose for Adsorption of Cadmium and Lead Ions

申华 1张文 1杨露 2丁保宏2
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作者信息

  • 1. 沈阳化工大学理学院,辽宁沈阳 110142
  • 2. 辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺 113001
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摘要

为了改善纤维素对重金属的吸附去除性能,文中采用高碘酸钠选择性氧化纤维制得双醛纤维素,通过Schiff碱反应,将乙二胺接枝到纤维素骨架,再将溴乙酸取代到氨基上,获得含有氮和氧配位原子的类乙二胺四乙酸螯合纤维素(EDTA-CL).表征了其形貌和结构,考察了其对水中Cd2+和Pb2+的吸附性能.EDTA-CL吸附Cd2+和Pb2+的最佳pH范围为4.5~6;EDTA-CL对Cd2+和Pb2+的吸附在20 min内达到了平衡;EDTA-CL对Cd2+和Pb2+的吸附容量分别为236.1 mg/g和382.6 mg/g,氮和氧配位原子的引入大大提高了对Cd2+和Pb2+的吸附容量;EDTA-CL对Cd2+和Pb2+的吸附过程符合Langmuir和准二级动力学模型;EDTA-CL可以重复多次使用.

Abstract

To improve the adsorptive performances of cellulose for heavy metals,in this work,microcrystalline cellulose was chemically oxidized to dialdehyde cellulose by sodium metaperiodate.Chelating cellulose functionalized with multidentate N,O-donor atoms(EDTA-CL)was prepared through Schiff base reaction between ethylenediamine and dialdehyde cellulose,and a substitution reaction between bromoacetic acid and amino groups derived from ethylenediamine,characterized to test the morphology and structure,and tested the adsorptive performances of heavy metals from aqueous solution.The optimal experimental conditions of the Cd2+ and Pb2+ adsorption by EDTA-CL(optimal pH in the range of 4.5~6 and rapid uptakes within 20 min)are found.The adsorptive amounts of Cd2+ and Pb2+ by EDTA-CL at 30℃are found to be 236.1 mg/g and 382.6 mg/g,respectively,suggesting the enhancement of adsorptive amounts of EDTA-CL for Cd2+ and Pb2+ due to the grating of multidentate N,O-donor atoms on the cellulose skeleton.The adsorption of EDTA-CL for Cd2+ and Pb2+ follows the Langmuir and pseudo second-order models.EDTA-CL can be regenerated and reusable.

关键词

螯合纤维素///吸附

Key words

chelating cellulose/cadmium/lead/adsorption

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(21477082)

辽宁省教育厅科研面上项目(LJKZ0467)

国家留学基金项目(留金项[2021]15号)

出版年

2024
高分子材料科学与工程
中国石油化工股份有限公司科技开发部 国家自然科学基金委员会化学科学部 高分子材料工程国家重点实验室 四川大学高分子研究所

高分子材料科学与工程

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.563
ISSN:1000-7555
参考文献量25
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