Получение полых полианилиновых микро / наносфер и их способность удалять Cr (VI) из сточных вод

Фон

Ион тяжелого металла Хром (VI) (Cr (VI)), происходящий из хромирования, дубления кожи, обработки металлов и текстильной промышленности, серьезно опасен для экосистем и живых организмов из-за его канцерогенности и мобильности [1,2,3] . Необработанные ионы Cr (VI) могут вызывать почечную недостаточность, заложенность легких, повреждение желудка, рак печени, раздражение кожи и так далее [4,5,6]. По сравнению с Cr (VI) ионы Cr (III) легко осаждаются или адсорбируются [7,8,9]. Таким образом, преобразование Cr (VI) в Cr (III) и осаждение Cr (III) в твердое вещество являются обычными методами удаления Cr (VI) из раствора. В то время как традиционные восстановители, такие как диоксид серы, метабисульфит натрия и сульфат железа, используемые для восстановления Cr (VI), не подлежат переработке и повторному использованию. Кроме того, они также приводят к образованию вторичных отходов, что приводит к усилению экологических проблем [10, 11]. Поэтому очень важно исследовать новые материалы для удаления Cr (VI) из водной среды.

Поскольку Раджешвар и его сотрудники впервые сообщили о том, что проводящие полимеры могут превращать высокотоксичный Cr (VI) в менее токсичный Cr (III) в 1993 году [12], проводящие полимеры, особенно полианилин (PANI), стали предметом широкого беспокойства [13,14, 15,16], благодаря простоте их синтеза, низкой стоимости и особому механизму протонного легирования / дедопирования. PANI, как правило, имеет три степени окисления:пернигранилин (PB, который принадлежит к ароматическому третичному амину), эмеральдин (EB, который относится к ароматическому вторичному амину) и лейкоэмеральдин (LB) [17, 18], содержит бензоидные и хиноноидные звенья. с обильными аминогруппами, которые могут обеспечивать электроны для восстановления Cr (VI) [1, 10]. Однако объемные и малопористые пленки ПАНИ ограничивают их применение для восстановления Cr (VI). В последнее время полые микро / наносферы PANI привлекли к себе внимание в связи с их широким потенциалом применения в области суперконденсаторов [19, 20], электрохимических биосенсоров [21] и так далее. Более того, полые микро / наносферы PANI с внутренней полостью могут увеличивать удельную поверхность, таким образом увеличивая способность удаления Cr (VI) и скорость абсорбции. В последнее время полые микросферы PANI готовятся с использованием жестких темплатных методов [19]; однако они включают сложные процедуры подготовки и удаления, которые приводят к плохой воспроизводимости и довольно затрудняют сохранение полой структуры после удаления шаблона [22, 23]. По сравнению с методами жесткого шаблона, методы мягкого шаблона дешевле и эффективнее. Что еще более важно, мягкий шаблон можно легко удалить водой и этанолом [1, 24]. Следовательно, простой, эффективный и высокопроизводительный метод получения микро / наносфер PANI по-прежнему желателен в области удаления токсичного Cr (VI).

В этой статье большое количество воспроизводимых полых микро / наносфер PANI синтезировано путем простой полимеризации мономера в щелочном растворе с мицеллами Triton X-100 в качестве мягких темплатов. Воспроизводимые полые микро / наносферы PANI нетоксичны и безопасны для экосистем. Между тем, воспроизводимые полые микро / наносферы PANI обладают высокой емкостью по удалению Cr (VI), которая может достигать 127,88 мг / г при pH 3. Модель кинетики удаления Cr (VI) и изотерма поглощения полых микро / наносфер PANI соответствуют псевдо- модель кинетики второго порядка и модель изотермы ленгмюровского поглощения соответственно. Полые микро / наносферы PANI не только быстро удаляют Cr (VI), но и могут быть легко регенерированы для повторного использования.

Методы

Цель исследования

Чтобы решить проблему, заключающуюся в том, что ион тяжелого металла Cr (VI) в сточных водах несет смертельную опасность для экосистем и живых организмов, воспроизводимые полые микро / наносферы PANI получают путем простой полимеризации мономера в щелочном растворе с мягкими мицеллами Triton X-100. шаблоны для удаления отходов, содержащих Cr (VI).

Материалы

Анилин (Sinopharm Co. Ltd), гидроксид натрия (NaOH, Sinopharm Co. Ltd), Triton X-100 (Alfa) и персульфат аммония (APS, Sinopharm Co. Ltd) являются аналитическими и используются без дополнительной очистки.>

Синтез полых микро / наносфер PANI

Полые микро / наносферы PANI получали простой полимеризацией мономера в щелочном растворе с мицеллами Triton X-100 в качестве темплатов. В типичном процессе синтеза 32 ммоль анилина, 32 ммоль NaOH и 0,82 ммоль Triton X-100 непосредственно диспергировали в 20 мл деионизированной воды при перемешивании магнитной мешалкой при комнатной температуре в течение 20 минут, затем раствор смеси охлаждали на льду. водяная баня на 5 мин. После этого водный раствор окислителя (20 мл), содержащий 32 ммоль APS, предварительно охлажденный на водно-ледяной бане в течение 5 минут, добавляли к вышеупомянутому раствору смеси анилина одной порцией, и полученный раствор перемешивали еще 0,5 минуты до Обеспечивают полное перемешивание, после чего реакция протекает на бане с ледяной водой без перемешивания в течение 12 часов. Наконец, продукты промывали и центрифугировали с деионизированной водой и этанолом до тех пор, пока фильтрат не становился бесцветным, а затем сушили в печи в течение 24 часов при 60 ° C.

Характеристика

Морфологию полученных продуктов PANI наблюдали с помощью автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа (FESEM, Sirion 200) и просвечивающего электронного микроскопа (TEM, JEOL-2010). Структуры полученного PANI были охарактеризованы с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD, Philips X’Pert) и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR, спектрофотометр JASCO FT-IR 410). Концентрацию Cr анализировали с помощью эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой (ICP) и абсорбционной спектроскопии в УФ-видимом диапазоне. Степень окисления хрома, адсорбированного на наноструктуре ПАНИ, определяли с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS, ESCALAB 250). Дзета-потенциал и размер частиц были получены с помощью Zetasizer 3000HSa.

Удаление Cr (VI) полыми сферами PANI

Раствор Cr (VI) готовили растворением дихромата калия (K ₂ Cr ₂ О ₇ ) в деионизированную воду. Основной раствор (2 ммоль л ^-1 ) получали растворением 1,177 г K ₂ Cr ₂ О ₇ в 2000 мл деионизированной воды. Все рабочие растворы различной концентрации получали последовательным разбавлением. Синтезированный порошок PANI (10 мг) диспергировали с помощью ультразвука в 20 мл раствора Cr (VI) (1,2 ммоль л ^-1 ) с разными значениями pH, которые регулировали раствором NaOH и HCl. После реакции в течение 3 ч реакционный раствор центрифугировали и значения pH надосадочной жидкости доводили до 7,5–8,5. Наконец, использованные полые микро / наносферы PANI были отделены и несколько раз промыты деионизированной водой и высушены. Способность полых микро / наносфер PANI по удалению Cr (VI) при различных значениях pH может быть рассчитана с использованием следующего уравнения:

где q _e - количество удаляемого Cr (VI) на грамм полых микро / наносфер PANI в состоянии равновесия (мг / г), V объем раствора (л), м - масса полых микро / наносфер ПАНИ (г), и c ₀ и c _e - концентрация Cr (VI) в исходном и равновесном состоянии (мг / л), соответственно.

Измерение кинетики удаления

Для экспериментов по кинетике удаления были проведены три серии экспериментов, в которых значения pH раствора Cr (VI) составляли 3, 4 и 5 соответственно. Синтезированный порошок PANI (10 мг) диспергировали с помощью ультразвука в 20 мл раствора Cr (VI) (1,2 ммоль л ^-1 ) с разными значениями pH, и смесь перемешивали на магнитной мешалке. Через заранее определенные интервалы отбирали соответствующее количество реакционного раствора и затем центрифугировали. Жидкий супернатант использовали для анализа концентрации Cr (VI) с помощью абсорбционной спектроскопии в УФ-видимом диапазоне при длине волны 350 нм. Теоретические кинетические графики были получены с использованием уравнения псевдо-второго порядка:

где q _e и q _t представляют собой количества Cr (VI), удаляемого полыми микро / наносферами PANI в состоянии равновесия и в момент времени t (мин) (мг / г) и k ₂ - константа скорости (г / мг мин).

Измерение изотермы удаления

Для экспериментов по удалению изотермы рабочие процессы такие же, как указано выше. Мы также провели три серии экспериментов при разных значениях pH:3, 4 и 5 соответственно. В каждом эксперименте синтезированный порошок PANI (10 мг) диспергировали с помощью ультразвука в 20 мл раствора Cr (VI) с различной концентрацией при магнитной мешалке. Когда раствор достигал равновесия удаления, их центрифугировали, а затем анализировали на оставшуюся концентрацию Cr (VI) с помощью абсорбционной спектроскопии в УФ-видимом диапазоне. Графики Ленгмюра для удаления Cr (VI) полыми микро / наносферами PANI с использованием уравнения Ленгмюра:

где q _м максимальная способность удаления (мг / г), q _e количество Cr (VI) в состоянии равновесия (мг / г), c _e - концентрация Cr (VI) в состоянии равновесия (мг / л), а k _L - постоянная Ленгмюра.

Результаты и обсуждение

Синтезированный ПАНИ был получен полимеризацией мономера с мицеллами Triton X-100 в качестве мягких темплатов. Морфология с помощью SEM и TEM-наблюдений показана на рис. 1. Обильные микро / наносферы PANI можно четко наблюдать на SEM-изображении PANI на рис. 1a. Внимательно наблюдая за отверстием на поверхности микро / наносфер, как показано на вставке на рис. 1а, это указывает на то, что микро / наносферы являются полыми. Этот результат дополнительно подтверждается ПЭМ-изображением (рис. 1b). Кроме того, два изображения показывают, что диаметр этих микро / наносфер составляет от 0,5 до 2 мкм.

а SEM и b ПЭМ-изображения синтезированных полых микро / наносфер PANI

Молекулярная структура синтезированных полых микро / наносфер PANI характеризуется спектроскопией FTIR и дифракцией рентгеновских лучей (XRD), показанными на фиг. 2. На фиг. 2a отчетливо видны пять характерных пиков. Характерные пики при 1569 см ⁻¹ и 1496 см ⁻¹ приписываются валентному колебанию C-N хиноидного кольца (Q) и бензоидного кольца (B), соответственно. Пик появился при 1298 см ^-1 . происходит из-за валентного колебания C-H с ароматическим сопряжением [1]. Пик на высоте 1142 см ⁻¹ соответствует модам растяжения N-Q-N и является символом делокализации электронов в ПАНИ [1]. Кроме того, пик поглощения на 824 см ⁻¹ характерен для внеплоскостных изгибных колебаний C-H пара-замещенного бензольного кольца [25]. Сравнивая характеристические пики бензоидного кольца и хиноидного кольца, можно увидеть, что относительная интенсивность поглощения бензоидного кольца больше, чем у хиноидного кольца. Затем можно сделать вывод, что полые микро / наносферы PANI имеют в основном изумрудиновую форму. На рисунке 2b представлена ​​рентгенограмма синтезированных полых микро / наносфер PANI, которая показывает необычно высокую кристалличность с дифракционными пиками с центрами 20,2 ° и 25,4 °, соответствующими периодичности, параллельной и перпендикулярной полимерным цепям [25].>

а FTIR-спектр и b Рентгенограммы полых микро / наносфер PANI в момент синтеза

На рис. 3 показаны результаты удаления Cr (VI) в разное время, при этом значения pH раствора Cr (VI) равны 3, 4 и 5 соответственно. Как видно из рис. 3а, цвет раствора Cr (VI) становится светлее при обработке полыми микро / наносферами PANI по мере увеличения времени. В частности, относительно прозрачная жидкость получается через 90 мин, когда pH равен 3. И результаты, в которых концентрация Cr (VI) была обработана полыми микро / наносферами PANI, непосредственно показаны на фиг. 3b. Эти результаты показывают, что полые микро / наносферы PANI являются эффективным кандидатом для удаления Cr (VI) из раствора в соответствующих условиях.

Раствор Cr (VI) после обработки полыми микро / наносферами PANI в разное время, pH раствора соответственно при a 3, б 4 и c 5 (начальная концентрация Cr (VI):1,2 ммоль / л (62,4 мг / л)). а Фотографии и б Концентрация Cr (VI) в конечном растворе

Значение pH раствора является важным параметром, который влияет на химические свойства Cr (VI) в растворе или на протонирование или депротонирование PANI. Таким образом, способность синтезированного ПАНИ к удалению и восстановлению Cr (VI) изучается в растворах с различным pH, как показано на рис. 4. На рис. 4а показаны изменения общих концентраций Cr и Cr (VI) после обработки полым Микро / наносферы ПАНИ при разных значениях pH соответственно. Способность полых микро / наносфер PANI по удалению Cr (VI) при различных значениях pH может быть рассчитана по формуле. (1). Соответствующее соотношение между емкостями по удалению Cr (VI) и значениями pH рассчитывается по значениям на рис. 4a по формуле. (1) и показано на рис. 4b. Очевидное уменьшение концентрации Cr (VI) при уменьшении значений pH с 12 до 1 показывает, что соответствующие способности полых микро / наносфер PANI по удалению Cr (VI) увеличиваются с увеличением кислотности. В частности, способность удаления Cr (VI) быстро увеличивается, когда pH ниже 4. Однако общая концентрация Cr показывает ненормальные характеристики, когда значение pH ниже 2, что указывает на то, что концентрация Cr (III) резко увеличивается в решение. Сообщалось, что при более низком pH (pH ниже 2) восстановленный Cr (III) преимущественно присутствует в Cr ³⁺ формы, и в литературе сообщается, что степень протонирования используемых полых микро / наносфер PANI быстро увеличивается с уменьшением pH при кислых pH 1-2 [26, 27]. Следовательно, приведенные выше результаты эксперимента можно отнести к тому, что электростатическое отталкивание увеличивается между использованными полыми микросферами PANI и восстановленным Cr (III), что преодолевает хелатное взаимодействие между ними, так что Cr (III) входит в раствор с поверхности PANI, когда pH ниже 2. Когда pH больше 2, тенденция изменения общей концентрации Cr аналогична таковой для Cr (VI) (рис. 4a), что указывает на то, что большая часть восстановленного Cr (III) удаляется. из раствора. В нем подтверждается, что полые микро / наносферы PANI являются хорошим кандидатом для удаления Cr (VI) при значении pH от 2 до 4.

а Изменения концентрации Cr при различных pH раствора и b соответствующие мощности по удалению Cr (VI) (начальная концентрация Cr (VI):1,2 ммоль / л (62,4 мг / л))

Полые микросферы PANI после реакции с раствором Cr (VI) при pH 3, 4 и 5 исследуются дополнительно. На рис. 5a – c показан анализ отображения элементов использованных полых микро / наносфер PANI, в которых, помимо элементов C и N, наблюдался элемент Cr. Это напрямую свидетельствует о том, что ионы Cr действительно адсорбировались полыми микро / наносферами ПАНИ. На рис. 5d показаны XPS-спектры использованных полых микросфер PANI при pH 3, 4 и 5, соответственно, которые демонстрируют энергию связи Cr 2p. В спектрах XPS можно наблюдать два пика; первое соответствует 2p _1/2 , позднее - 2p _3/2 . Сравнивая три линии спектра XPS, энергия связи Cr 2p _3/2 находится при 577,4 эВ и не имеет никакого отношения к значению pH. Сообщается, что полосы при 577,4 эВ могут быть отнесены к Cr (III) по аналогии с другими соединениями хрома [12, 28]. Таким образом, весь адсорбированный Cr в основном находится в форме Cr (III).

а - c Сопоставление элементов и d Cr 2p XPS-спектры полых микро / наносфер PANI после реакции с Cr (VI) (начальная концентрация Cr (VI):1,2 ммоль / л (62,4 мг / л); pH раствора соответственно 3, 4 и 5)

Основываясь на всех этих результатах, можно резюмировать механизм удаления Cr (VI) с помощью полых микро / наносфер PANI следующим образом:Cr (VI) абсорбируется на поверхности полых исходных микро / наносфер PANI (EB). Затем весь поглощенный Cr (VI) восстанавливается до Cr (III). Между тем, чистый PANI (EB) окисляется до формы пернигранилина (PB). Cr (VI) в растворе существует в виде кислотного хромат-иона (HCrO ₄ ^- ) в диапазоне pH (2–6) [25]. В этом диапазоне pH часть EB PANI протонирована, и аминогруппа (-NH-) его молекул существует в виде аминогруппы (-NH ₂ ⁺ -). Таким образом, Cr (VI), адсорбированный полыми микро / наносферами PANI, осуществляется за счет электростатического взаимодействия между положительным зарядом PANI и отрицательным зарядом HCrO ₄ ^- . Дзета-потенциал и размер частиц образцов были измерены с помощью Zetasizer 3000HSa, и результаты показывают, что дзета-потенциал составляет 38,6 мВ и 32,9 мВ, а размер частиц составляет около 990 нм и 630 нм для PANI до и после Cr (VI). удаление при pH 3 соответственно. Это означает, что ПАНИ до и после удаления Cr (VI) может стабильно существовать в растворе. Сравнивая молекулярную структуру EB и PB PANI, можно обнаружить, что сольватация EB PANI ароматического вторичного амина выше, чем сольватация PB PANI ароматического третичного амина, поскольку вторичный амин несет на один атом водорода больше, чем третичный амин [ 29]. Таким образом, видимый размер частиц EB PANI больше, чем PB PANI.

Как известно, способность удаления Cr (VI) в основном зависит от удельной поверхности полых микро / наносфер PANI. Удельная поверхность полых микро / наносфер PANI может быть получена с помощью анализа адсорбции-десорбции азота (показан на рис. 6), а площадь поверхности по БЭТ может быть рассчитана как 32,813 м ² / г, что указывает на более высокую удельную поверхность полых микро / наносфер ПАНИ.

Изотермы адсорбции-десорбции азота полых микро / наносфер ПАНИ после синтеза

На рисунке 7a показано соотношение между мощностью удаления q _t Cr (VI) и время t для раствора с разными значениями pH. Способность к удалению быстро увеличивается на начальной стадии (0 ~ 5 мин), а затем продолжает медленно увеличиваться до достижения равновесия примерно через 120 мин. Это указывает на то, что первоначальное удаление происходит на поверхности полых микро / наносфер ПАНИ, а затем переходит во внутреннюю часть [25].

а Изменения концентрации Cr (VI) в разное время (начальная концентрация Cr (VI):1,2 ммоль / л (62,4 мг / л), pH раствора соответственно 3, 4 и 5) и b модели псевдо-второго порядка по кинетике удаления Cr (VI) с полыми микро / наносферами PANI

Чтобы исследовать кинетику удаления Cr (VI) с помощью полых микро / наносфер PANI, для интерпретации экспериментальных данных используются некоторые модели, содержащие модели псевдопервого и псевдо второго порядка. Здесь псевдо-второй порядок является наиболее подходящей моделью для соответствия экспериментальным данным, сравнивая экспериментальные данные с этими теоретическими моделями. На рисунке 7b показаны теоретические кинетические графики в соответствии с уравнением псевдо-второго порядка. (2). Результат показывает, что t / q _t по сравнению с t были линейными, а коэффициенты корреляции R ² соответствуют 0,99788, 0,99817 и 0,99994 для pH 3, 4 и 5 соответственно. Кроме того, значения q _e можно рассчитать по наклону, т.е. 80,654, 37,48 и 21,56 мг / г, что соответствует значению pH 3, 4 и 5, соответственно, что близко к экспериментальным значениям, показанным на рис. 7a.

Способность полых микро / наносфер PANI удалять Cr (VI) также связана с концентрацией Cr (VI). Поэтому важно исследовать влияние концентрации Cr (VI) на способность полых микро / наносфер PANI удалять. Эксперимент проводился при pH 3, 4 и 5 соответственно с различными начальными концентрациями Cr (VI). На рис. 8а показаны изменения способности удаления Cr (VI) ( q _e (мг / г)) от равновесной концентрации ( c _e (мг / л)). Как показано на рис. 8а, способность к удалению увеличивается быстрее при более низкой концентрации Cr (VI) и имеет тенденцию к постоянному значению при более высокой концентрации, то есть достигается максимальная способность удаления Cr (VI) полых микро / наносфер PANI. Для описания экспериментального результата изотермы удаления Cr (VI) выбраны три важные модели изотерм, которыми являются модели Ленгмюра, Фрейндлиха и Темкина. Однако только модель Ленгмюра может соответствовать экспериментальным данным. На рисунке 8b показаны графики Ленгмюра для удаления Cr (VI) полыми микро / наносферами PANI по формуле Ленгмюра. (3). Результат показывает, что c _e / q _e по сравнению с c _e является линейным при pH 3, 4 и 5 соответственно (коэффициент корреляции R ² =0,99950, 0,99875 и 0,99962 при pH 3, 4 и 5). Кроме того, значения q _м рассчитанные по наклону, составляют 25,61, 43,20 и 127,88 мг / г при pH 5, 4 и 3 соответственно, что близко к экспериментальным значениям, показанным на рис. 8a. Изотерма Ленгмюра основана на предположении об отсутствии взаимодействия между адсорбентом с однородной структурой и монослойным покрытием. Удаление Cr (VI) из раствора на полой микро / наносфере ПАНИ соответствует режиму монослоя. Можно утверждать, что дальнейшая адсорбция невозможна, если активные центры на поверхности полых микро / наносфер PANI заняты Cr (VI).

а Способность удаления Cr (VI) при разной равновесной концентрации (pH раствора соответственно 3, 4 и 5), и b соответствующая модель изотермы удаления Ленгмюра

Сравнение максимальной способности по удалению Cr (VI) полых микро / наносфер PANI, синтезированных в этом исследовании, с данными, опубликованными в литературе, показано в таблице 1. Можно видеть, что полые полианилиновые микро / наносферы демонстрируют более высокое содержание Cr (VI ) способность удаления, чем у многих других съемников. Эти результаты позволяют предположить, что полые микро / наносферы PANI можно рассматривать как перспективный материал для удаления Cr (VI) из водного раствора.

На основании вышеупомянутых результатов процесс удаления Cr (VI) можно объяснить следующим образом. Исходный раствор содержит Cl ^- , H ⁺ , HCrO ₄ ^- ионы и т. д. (рис. 9а). В условиях кислой среды эмеральдиновая степень окисления ионов PANI (EB) и Cr (VI) окисляется и восстанавливается до состояния пернигранилина (PB) и Cr ³⁺ ионы соответственно (рис. 9б). Основное протекание реакции в растворе кислоты можно продемонстрировать следующим образом [36]:

Принципиальная схема удаления Cr (VI). а Сточные воды, содержащие Cr (VI) в кислых условиях, b добавление PANI в сточные воды, содержащие Cr (VI), и c сточные воды удаления Cr (VI)

Эта реакция происходит одновременно на поверхности ПАНИ. В результате получается Cr ³⁺ ионы абсорбируются на поверхности микро / наносфер ПАНИ (рис. 9в). Как упоминалось выше, микро / наносферы PANI представляют собой полые сферы, и большинство полых сфер имеют множество отверстий, поэтому внешняя и внутренняя поверхности микро / наносфер PANI могут поглощать много Cr ³⁺ ионов из-за полой структуры (рис. 1).

Сообщалось, что пернигранилин нестабилен в условиях окружающей среды и легко восстанавливается до степени окисления эмеральдина в сильном кислотном растворе, таком как HCl и H ₂ SO ₄ [26]. Это указывает на то, что использованные полые микро / наносферы PANI можно легко регенерировать посредством кислотной обработки. Преобразование между состоянием пернигранилина и эмеральдина может быть показано на схеме 1. Например, использованные полые микро / наносферы PANI дополнительно обрабатываются 1 М HCl в течение 0,5 ч и затем повторно используются для удаления Cr (VI). Из таблицы 2 видно, что способность удаления первых повторно использованных полых микро / наношфер PANI, вероятно, близка к исходной способности удаления PANI [26, 37]. Можно сделать вывод, что полые микро / наносферы PANI являются воспроизводимым материалом для удаления Cr (VI).

Схематическое изображение превращения пернигранилина и эмеральдина в ПАНИ

Выводы

Большое количество полых микро / наносфер PANI было изготовлено простой полимеризацией мономера в щелочном растворе с мицеллами Triton X-100 в качестве темплатов. Полые микро / наносферы могут быстро и эффективно удалять Cr (VI) в широком диапазоне pH. Данные кинетики удаления соответствуют модели скважины псевдо-второго порядка, а изотерма удаления Cr (VI) может быть описана с помощью модели изотермы Ленгмюра. Максимальная удаляемая способность полых микро / наносфер PANI может достигать 127,88 мг / г при pH 3. Более того, использованные полые микро / наносферы PANI можно легко регенерировать путем обработки кислотным раствором, сохраняя примерно такое же удаление Cr (VI). емкость. Настоящая работа показывает, что полые микро / наносферы PANI являются эффективным и воспроизводимым материалом для удаления токсичного Cr (VI) из сточных вод.

Сокращения

APS:

Персульфат аммония

B:

Бензеноидное кольцо

EB:

Эмеральдин

FESEM:

Автоэмиссионный растровый электронный микроскоп

FTIR:

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье

ICP:

Эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой

LB:

Лейкоэмеральдин

PANI:

Полианилин

PB:

Пернигранилин

Вопрос:

Хиноидное кольцо

ТЕМ:

Просвечивающий электронный микроскоп

XPS:

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

XRD:

Рентгеновская дифракция