Получение нано-сульфида меди и его адсорбционные свойства для 17α-этинилэстрадиола

Введение

В последние годы, в связи с постоянным развитием и ростом социальных отраслей, деятельность человека вызвала серьезное загрязнение окружающей среды, и глобальные экологические проблемы становятся все более серьезными. Среди них эндокринные разрушители окружающей среды (EDC), в основном стойкие органические загрязнители (СОЗ), обладают биоаккумуляцией, высокой токсичностью, низкой концентрацией и латентным действием. Они могут попасть в организм человека прямо или косвенно через пищевую цепочку и были обогащены и усилены в живом организме [1, 2]. В результате исследования по вопросам управления EDC стали широко распространенной проблемой в области окружающей среды. Среди многих эндокринных разрушителей в жизни широко используются соединения эстрогена и бисфенола, среди которых типичным является 17α-этинилэстрадиол (EE2). EE2 обычно используется в противозачаточных средствах и заместительной гормональной терапии. Однако исследования показали, что EE2 может нанести серьезный вред живым существам и людям и вызвать такие заболевания, как нарушения репродуктивной системы, бесплодие и рак [3,4,5,6,7]. Следовательно, как эффективно и недорого удалить EE2 из воды особенно актуален.

В настоящее время существует множество методов удаления EE2, таких как физические методы (адсорбция и мембранное разделение), методы биодеградации и химические методы (методы окисления и методы фотокатализа) [8,9,10,11]. Среди этих методов многообещающее применение имеет адсорбционный метод из-за его невысокой стоимости, простоты и отсутствия вторичного загрязнения. До сих пор исследователи использовали биоуголь, активированный уголь, углеродные нанотрубки, графен и глину для адсорбции EE2 [12,13,14], но общий эффект адсорбции слабый и требует много времени. Юн и др. использовали активированный уголь для адсорбции EE2 с концентрацией 100 нмоль / л в воде; когда дозировка активированного угля составляла 9 мг / л, для полной адсорбции EE2 требовалось 24 часа [8].

Сульфид меди - важный сульфид переходного металла, который чрезвычайно трудно растворяется в воде и является одним из наиболее нерастворимых материалов [15, 16]. Наносульфид меди широко используется в качестве фотопроводящих материалов из-за его низкой стоимости, простых действий, легкого контроля морфологии, небольшого размера частиц, большой удельной поверхности и высокой скорости фототермического преобразования. Он также имеет потенциальное применение в фотокатализаторах, термопарах, фильтрах, солнечных элементах и ​​биомедицине [17]. В щелочной среде изоэлектрическая точка (ИЭТ) сульфида меди велика, и его поверхность легко имеет положительный заряд [18,19,20], в то время как в структуре EE2 [21] присутствует фенольная гидроксильная группа, которая могут проявлять слабую кислотность в водном растворе и отрицательный поверхностный заряд, что вызывает сильную хемосорбцию между ними. Следовательно, сульфид меди может адсорбировать EE2.

В данной работе гидротермальным методом был синтезирован трубчатый наносульфид меди. Удельная поверхность синтезированного наносульфида меди составила 16,94 м ² . / г, а максимальная адсорбционная способность EE2 составила 147,06 мг / г. Подробно изучены кристаллический фазовый состав, морфология и удельная поверхность полученного наноразмерного сульфида меди. Адсорбционные свойства сульфида меди на EE2 были изучены путем оптимизации pH раствора, количества адсорбента, времени адсорбции, температуры адсорбции и начальной концентрации EE2. Кинетическая адсорбция, изотермическая адсорбция и термодинамическая адсорбция сульфида меди на EE2 были изучены с помощью экспериментальных данных.

Материалы и методы

Синтез адсорбента сульфида меди

Все химические реактивы были аналитической чистоты и использовались без дополнительной очистки. Трубчатый наносульфид меди синтезирован гидротермальным методом. В типичной процедуре 4,8 ммоль CuCl ₂ · 2H ₂ O и 4,8 ммоль CH ₃ CSNH ₂ растворяли в 40 мл деионизированной воды и перемешивали на магнитной мешалке до образования прозрачного раствора. Затем к вышеуказанному раствору медленно добавляли 20 мл водного раствора NaOH с концентрацией 0,4 моль / л. После перемешивания в течение 5 минут раствор смеси переносили в автоклав из нержавеющей стали объемом 100 мл, футерованный политетрафторэтиленом, а затем нагревали при 160 ° C в течение 6 часов. Затем автоклав естественным образом охлаждали до комнатной температуры. Наконец, твердый продукт центрифугировали и промывали поочередно этанолом и деионизированной водой три раза, а затем сушили при 60 ° C в течение 6 часов для получения материала.

Характеристика

Кристаллическую структуру материала характеризовали методом рентгеновской дифракции (XRD) с использованием рентгеновского дифрактометра TTRIII (Rigaku, Япония) с излучением CuKα при 40 кВ и 200 мА. Морфологию материала исследовали с помощью растрового электронного микроскопа QUANTA 200 (SEM, FEI, США) при напряжении около 20 кВ и просвечивающего электронного микроскопа Tecnai-G20 (TEM, FEI, США). Площадь поверхности наночастиц сульфида меди была получена с использованием графика Брунауэра-Эммета-Теллера для N ₂ изотерма адсорбции.

Измерения адсорбции

Эксперимент по адсорбции

Определенное количество адсорбента добавляли в йодометрическую бутыль, содержащую 50,00 мл раствора EE2 определенной концентрации. Затем йодометрический флакон помещали в шейкер. При определенной температуре и скорости встряхивания 200 об / мин смешанный раствор встряхивали в течение определенного времени. Затем раствор быстро фильтровали через фильтр из смешанной целлюлозы с размером пор 0,4 мкм, чтобы определить концентрацию остаточного EE2 в растворе.

Концентрацию EE2 определяли с помощью жидкостной хроматографии сверхвысокого разрешения (UPLC, Waters, США) при длине волны обнаружения 210 нм. Колонка C18 (1,7 мкм, 2,1 × 50 мм) использовалась с ацетонитрилом / водой (55/45 об. / Об.) При 0,35 мл / мин и вводимом объеме 7 мкл.

Модель адсорбции

Эффективность адсорбции

Эффективность адсорбции указывает на скорость удаления EE2 адсорбентом. Выражение выглядит следующим образом:

C ₀ и C _e представляют собой начальную концентрацию EE2 (мг / л) и концентрацию, при которой достигается адсорбционное равновесие (мг / л), соответственно.

Адсорбционная способность

Равновесная адсорбционная величина q _e указывает количество адсорбата на единицу массы адсорбента при достижении адсорбционного равновесия, единица измерения - мг / г, формула расчета:

V и м представляют объем (мл) EE2 и дозировку адсорбента (мг) соответственно.

Кинетика адсорбции

Используя кинетическую модель квази первого порядка и кинетическую модель квази второго порядка, чтобы линейно соответствовать экспериментальным данным, можно провести простой кинетический анализ адсорбции EE2 сульфидом меди. Уравнение кинетической модели квази первого порядка [22] выглядит следующим образом:(3):

q _т представляет собой адсорбционное количество адсорбента, адсорбирующего раствор EE2 в момент времени t , единица измерения - мг / г, а K ₁ - константа кинетической скорости адсорбции квази первого порядка, единица измерения - мин ⁻¹ . Уравнение квази-второго порядка кинетической модели [23] выглядит следующим образом:

К ₂ - константа скорости квазивторичной адсорбции, единица измерения - г / (мг мин).

Модель изотермической адсорбции

Модель изотермической адсорбции обычно используется для изучения взаимодействия между адсорбентом и адсорбатом в процессе адсорбции. Существуют две распространенные модели изотермической адсорбции:модель Ленгмюра [24] и модель Фрейндлиха [25].

Модель Ленгмюра предполагает, что сайты адсорбции на поверхности адсорбента распределены равномерно, и адсорбат образует единый молекулярный адсорбционный слой на поверхности адсорбента. Формула выражения выглядит следующим образом:

q _м представляет собой максимальную адсорбционную способность (или количество насыщенной адсорбции) адсорбента по отношению к EE2, единица измерения - мг / г, k _L - константа Ленгмюра, которая представляет собой отношение скорости адсорбции к скорости десорбции, которая может отражать адсорбционную силу адсорбента на адсорбате, единица измерения - л / мг.

Модель адсорбции Friendlies - это эмпирическая формула, используемая для изучения моделей многослойной адсорбции. Его выражение:

К _F - константа Фрейндлиха, используемая для характеристики характеристик адсорбента, и n отражает сложность адсорбции.

Термодинамика адсорбции

Изучение термодинамики адсорбции проводилось путем изучения влияния температуры на удаление EE2, что обеспечило более глубокое понимание внутренних связанных энергетических изменений во время процесса адсорбции (рис. 1). Термодинамическое описание процесса адсорбции состоит из трех параметров:стандартной свободной энергии Гиббса (Δ G ^θ ), стандартная термодинамическая энтальпия (Δ H ^θ ) и стандартное термодинамическое изменение энтропии (Δ S ^θ ) [26]. Отношения между ними следующие:

Химическая структура EE2

Дальнейший вывод приведенной выше формулы может быть выражен как:

где R - газовая постоянная, значение 8,314 Дж / (моль К); Т - температура адсорбции, единица измерения - K ; и K _C - константа термодинамического равновесия. Формула расчета выглядит следующим образом:

Таким образом, мы можем получить итоговую формулу:

Линейную функцию можно получить, построив график ln K _C против - 1 / T . Значения Δ H ^θ и ∆ S ^θ можно рассчитать по наклону и пересечению аппроксимирующей линии.

Результаты и обсуждения

Характеристика

XRD-анализ

Химический состав и фазовая структура материалов исследованы методом рентгеновской дифракции. Как показано на рис. 2, дифракционные пики сульфида меди при 2 θ наблюдались значения 28, 30, 32, 33, 43, 53 и 59 °, которые хорошо согласовывались с (101), (102), (103), (006), (110), (108) и 116 - кристаллические плоскости сульфида меди (JCPDS № 06-0464) [27] соответственно. Доказано, что в эксперименте синтезирован чистофазный наносульфид меди; других дифракционных пиков не наблюдалось, что указывает на высокую чистоту материала.

Рентгенограмма наночастиц сульфида меди

Анализ SEM

Сканирующая электронная микроскопия (SEM) была использована для изучения морфологии наночастиц сульфида меди. На рис. 3а, б представлены СЭМ-изображения сульфида меди при разном увеличении. На рис. 3а видно, что при малом увеличении сульфид меди имел полую трубчатую структуру длиной 0,4–8,8 мкм и шириной 0,1–0,9 мкм. На рис. 3b показана микроскопическая морфология сульфида меди при большем увеличении; из рисунка видно, что на трубчатой ​​конструкции имеются отложения частиц.

СЭМ-изображения наночастиц сульфида меди

Анализ ТЕА

На рис. 4 показан снимок наночастиц сульфида меди в просвечивающем электронном микроскопе. Из рис. 4а видно, что трубчатый сульфид меди был относительно однородным, а диаметр трубки составлял 0,2–0,7 мкм. Из рис. 4b, c было видно, что помимо синтетического трубчатого сульфида меди, на трубчатый сульфид меди были нанесены частицы (сферические) сульфида меди. Эти результаты соответствовали результатам SEM. Из изображений SEM и TEM можно узнать, что синтезированный сульфид меди имеет как трубчатую форму, так и форму частиц (сферическую). Среди двух форм трубчатый сульфид меди составлял основную часть, тогда как частицы (сферические) сульфида меди были меньше по количеству, но обе формы сульфида меди адсорбировали EE2.

ПЭМ-изображения сульфида меди

Анализ ставок

Ориентация и форма N ₂ Кривая адсорбции-десорбции может использоваться для определения структуры пор и распределения пор материала по размерам. N ₂ Кривая адсорбции-десорбции материала сульфида меди показана на рис. 5. Согласно классификации изотерм адсорбции Брунауэра-Деминга-Теллера (БДДТ) [28], он принадлежал к изотерме IV типа; материал имел мезопористую структуру. Как правило, наличие мезопористых структур может обеспечить большее количество поверхностно-активных центров для адсорбции активных частиц и молекул реагентов, что благоприятно сказывается на адсорбционных свойствах. Результаты испытаний БЭТ показали, что размер пор сульфида меди составлял 18,16 нм, удельная поверхность составляла 16,94 м ² . / г, а объем пор - 0,083 м ³ /г. Такая структура и удельная поверхность были благоприятными для адсорбции EE2. В сочетании с изображениями, полученными с помощью SEM и TEM, можно узнать, что синтезированный сульфид меди имеет как трубчатую форму, так и форму частиц (сферическую). Таким образом, обе формы сульфида меди влияют на измерение BET.

N ₂ кривая адсорбции-десорбции сульфида меди

Эксперимент по адсорбции

Влияние pH на адсорбцию

Влияние значения pH раствора на адсорбцию EE2 изучали, регулируя pH растворов с помощью NaOH и HCl. Эксперименты по адсорбции EE2 проводили в диапазоне pH 2,0–10,0 с дозировкой адсорбента 10 мг, начальной концентрацией EE2 5 мг / л, температурой встряхивания 25 ° C и временем адсорбции 3 часа. Как показано на рис. 6, pH был увеличен с 2 до 6, скорость адсорбции сульфида меди на EE2 не сильно изменилась, а скорость адсорбции составляла примерно 40–45%. Удивительно, но когда значение pH было изменено на 8, скорость адсорбции резко увеличилась и достигла 77,1%.

Влияние разного pH на адсорбцию EE2 наносульфидом меди

Однако при дальнейшем увеличении pH до 10 скорость адсорбции снизилась до 74,9%. Возможной причиной разницы в скорости адсорбции при изменении pH было то, что изоэлектрическая точка (IEP) сульфида меди смещалась к изоэлектрической точке гидроксида меди (IEP =9,5) в щелочной среде [16,17,18]; в это время изоэлектрическая точка (IEP) сульфида меди была относительно большой, и его поверхность легко могла иметь положительный заряд [18,19,20], в то время как в структуре EE2 была фенольная гидроксильная группа [21], которые могут проявлять слабую кислотность в водном растворе и отрицательный поверхностный заряд, что вызывает сильную хемосорбцию между ними. Когда pH раствора был выше 9,5, химическая сила уменьшалась и соответственно снижалась скорость адсорбции, что соответствовало экспериментальным данным.

Согласно экспериментальным данным, pH =8 был выбран в качестве оптимального значения pH для следующих экспериментов.

Влияние дозировки адсорбента на адсорбцию

Чтобы исследовать влияние различных доз адсорбента на адсорбцию EE2 сульфидом меди, использовали разные дозы сульфида меди (5 мг, 7,5 мг, 10 мг, 12,5 мг, 15 мг, 17,5 мг и 20 мг). адсорб EE2. Эксперименты по адсорбции EE2 проводили при pH =8 с начальной концентрацией EE2 5 мг / л, температурой адсорбции 25 ° C и продолжительностью 3 часа. Как показано на фиг. 7, при увеличении дозировки адсорбента с 5 до 20 мг скорость адсорбции увеличивалась с 54 до 98%. При низких дозах скорости адсорбции были низкими из-за недостаточного количества сайтов адсорбции, а по мере увеличения дозы адсорбции количество сайтов адсорбции увеличивалось, а скорость адсорбции увеличивалась. Когда адсорбированное количество составляло 15 мг, скорость адсорбции достигала почти 90%, что было очень близко к скорости адсорбции при количестве адсорбента 20 мг. Принимая во внимание экономические и экологические проблемы, в качестве оптимальной дозировки было выбрано количество адсорбента 15 мг.

Влияние различной дозировки адсорбента сульфида меди на адсорбцию

Влияние времени адсорбции на адсорбцию

Чтобы изучить влияние времени адсорбции на скорость адсорбции EE2 сульфидом меди, время адсорбции для встряхивающего устройства было установлено равным 0, 10, 30, 60, 90, 120, 150 и 180 мин. Эксперименты по адсорбции EE2 проводили при pH =8 с адсорбционной дозой 15 мг, начальной концентрацией EE2 5 мг / л и температурой адсорбции 25 ° C. Как показано на рис. 8, скорость адсорбции сульфида меди на EE2 достигла 89% после адсорбции в течение 3 часов. Когда время контакта сульфида меди с EE2 увеличивается, скорость адсорбционного удаления увеличивается.

Изменение скорости адсорбции EE2 наносульфидом меди с течением времени

Влияние температуры на адсорбцию

Чтобы обсудить влияние температуры адсорбции на адсорбцию EE2 сульфидом меди, эксперименты по адсорбции EE2 были проведены при 25 ° C, 35 ° C и 45 ° C. Остальные условия эксперимента были такими же:pH 8, адсорбционная доза 15 мг, начальная концентрация EE2 5 мг / л, время адсорбции 3 часа. Как видно на рис. 9, при повышении температуры с 298 до 318 К скорость адсорбции увеличивалась с 68,32 до 97,25%. Результаты показали, что реакция была эндотермической.

Взаимосвязь между различными температурами и скоростью адсорбции

Влияние начальной концентрации EE2 на адсорбцию

Фиг.10 представляет собой график различных начальных концентраций (1, 3, 5, 7, 9 мг / л) EE2 в зависимости от скорости адсорбции в условиях дозировки адсорбента 15 мг, pH =8, 25 ° C, времени адсорбции 3. час Из рисунка видно, что при начальных концентрациях EE2 1 мг / л, 3 мг / л, 5 мг / л, 7 мг / л и 9 мг / л скорости адсорбционного удаления сульфида меди до EE2 были 100%, 100%, 89,68%, 78,69. % и 68,32% соответственно. С увеличением начальной концентрации EE2 скорость адсорбционного удаления сульфида меди до EE2 постепенно снижалась. Когда исходная концентрация EE2 была выше 3 мг / л, скорость адсорбции EE2 снижалась из-за ограниченного количества катализатора, который не может обеспечить достаточно активных центров для высокой концентрации EE2.

Влияние начальной концентрации EE2 на скорость адсорбции

Стабильность адсорбции

Для исследования стабильности синтезированного наносульфида меди были проведены эксперименты по рециркуляции адсорбции EE2 на сульфиде меди с исходной концентрацией EE2 5 мг / л, количеством адсорбента 15 мг, pH 8, температурой 25 ° C. C, и время адсорбции 3 ч. После каждого цикла адсорбции адсорбент центрифугировали с водным раствором EE2, промывали поочередно этанолом и водой шесть раз, затем сушили и повторно использовали в следующем цикле. Из рис. 11а видно, что с увеличением числа повторов скорость адсорбции несколько снижалась, но скорость адсорбции все еще превышала 85%. На рисунке 11b представлены дифрактограммы сульфида меди до и после пяти циклов. Из рисунка видно, что фазовый состав сульфида меди до и после циклов незначительно изменился, а в отмеченных местах на диаграммах присутствовали два примесных пика, что может быть причиной снижения скорости адсорбции после циклов. . Из SEM и TEM сульфида меди на рис. 11c, d видно, что морфология сульфида меди не изменилась после пяти циклов и все еще имела трубчатую и зернистую (сферическую) форму.

Повторяемость экспериментов по адсорбции сульфида меди EE2 ( a ); Рентгенограммы CuS, использованного CuS ( b ); СЭМ-изображение использованной CuS ( c ); и ПЭМ-изображение использованной CuS ( d )

Механизм адсорбции

Кинетический эксперимент

На рис. 12а показано изменение адсорбционного количества EE2, адсорбированного сульфидом меди, с увеличением времени. Можно было видеть, что количество адсорбции постепенно увеличивалось со временем, но степень изменения постепенно снижалась. На рис. 12b, c показаны кинетические аппроксимации первого и второго порядка адсорбции EE2 сульфидом меди. В таблице 1 приведены соответствующие параметры кинетической модели. Кинетическое уравнение первого порядка было получено путем построения ln ( q _e - q _т ) по сравнению с t , и K ₁ был наклон. Кинетическое уравнение второго порядка было получено путем построения графика t / q _т по сравнению с t , и K ₂ можно было рассчитать по перехвату. Как показано в таблице 1, R ² кинетики квази первого порядка составляла 0,9784, в то время как кинетическая модель квази второго порядка имела R ² 0,9916, что указывает на лучшую линейную зависимость. Таким образом, адсорбция EE2 сульфидом меди лучше соответствует кинетической модели псевдо-второго порядка. Более того, сравнивая теоретическое равновесное количество адсорбции ( q _{e , кал} ) рассчитанное по теоретическому уравнению и экспериментально полученное количество адсорбции ( q _{e , эксп} ), их значения в кинетической модели квази-второго порядка были более близкими. Таким образом, процедура адсорбции сульфида меди EE2 следовала квазивторичной кинетической модели.

Изменение адсорбции сульфида меди со временем ( a ), кинетическая модель квазипервого порядка адсорбции сульфида меди EE2 ( b ) и квазивторичной кинетической модели адсорбции сульфида меди EE2 ( c )

Эксперимент по изотермической адсорбции

На рисунке 13а показана изотерма адсорбции сульфида меди при 298 К. Из рисунка видно, что чем выше концентрация EE2, тем больше величина адсорбции. На рис. 13b, c показаны изотермические подгоночные кривые Ленгмюра и Фрейндлиха для адсорбции EE2 сульфидом меди. В таблице 2 показаны соответствующие параметры моделей Ленгмюра и Фрейндлиха. Модель Ленгмюра была построена по линии 1 / q _e против 1 / C _e , q _м можно получить из пересечения подогнанной линии, и K _L был наклон. Модель Фрейндлиха построена линией ln C _e по сравнению с ln q _e , К _F был пересечением линии, и 1 / n был наклон. Из соответствующих параметров в Таблице 2 видно, что коэффициент линейной корреляции модели Ленгмюра был лучше, что указывает на то, что адсорбция EE2 сульфидом меди в большей степени соответствует модели Ленгмюра, а теоретическое максимальное количество адсорбции q _м сульфида меди может достигать 147,06 мг / г.

Изотермическая кривая адсорбции сульфида меди при 298 K EE2 ( a ), Аппроксимация кривой изотермы Ленгмюра адсорбции сульфида меди EE2 ( b ) и аппроксимация кривой изотермы Фрейндлиха для EE2, адсорбированного на сульфиде меди ( c )

Термодинамический эксперимент

Как показано на рис. 14, в эксперименте линейная аппроксимация была выполнена с помощью ln K _C до - 1 / T , а уравнение ln K _C =1268,1 (- 1 / T ) + 43,37, ∆ H ^θ было получено из наклона аппроксимирующей линии, и ∆ S ^θ был получен перехватом. Тогда ∆ G ^θ при 298 K, 308 K и 318 K были рассчитаны по формуле (7), а результаты экспериментов представлены в таблице 3. Из таблицы видно, что свободная энергия Гиббса (∆ G ^θ ) адсорбированного сульфида меди EE2 была отрицательной, термодинамическая энтальпия (∆ H ^θ ) была положительной, а энтропия (∆ S ^θ ) был положительным, что указывало на то, что адсорбция была спонтанным эндотермическим процессом с повышенной энтропией. Согласно литературным данным, процесс адсорбции ∆ G ^θ от -20 до 0 кДж / моль - физическая адсорбция, а ∆ G ^θ от - 400 до - 80 кДж / моль - это процесс химической адсорбции [29]. В таблице 3 мы видим, что ∆ G ^θ Значение, рассчитанное по термодинамическим экспериментальным данным, составило -1,84 кДж / моль (298 K), -5,44 кДж / моль (308 K), -9,04 кДж / моль (318 K). Следовательно, адсорбция EE2 сульфидом меди относилась к физической адсорбции. В процессе адсорбции абсолютные значения теплоты адсорбции, вызванной различными силами адсорбции, составляли [30, 31]:4–10 кДж / моль для силы Ван-дер-Ваальса, 5 кДж / моль для силы гидрофобного взаимодействия, 2-40 кДж / моль для силы взаимодействия водородной связи и более 60 кДж / моль для силы хемосорбционного взаимодействия. Термодинамическая энтальпия (∆ H ^θ =105,44 кДж / моль), полученные в результате эксперимента, показали, что адсорбция сульфида меди на EE2 имела химические адсорбционные характеристики. Из таблицы 3 видно, что ∆ S ^θ > 0, что указывает на то, что процесс адсорбции сульфида меди на EE2 был процессом, который увеличивал хаос в системе раствора.

Thermodynamic fit of copper sulfide adsorption EE2

Conclusion

In this paper, the tubular nano-copper sulfide was synthesized by hydrothermal method. The synthesized copper sulfide was used as an adsorbent for 17α-ethynyl estradiol (EE2) and exhibited excellent adsorption properties. At 25 °C, 15 mg of adsorbent was applied for 50 mL of 5 mg/L EE2 solution, in which adsorption equilibrium was achieved after 180 min, and the adsorption rate reached nearly 90%. The adsorption mechanism of copper sulfide material was found to be consistent with the quasi-secondary kinetic model. The isothermal adsorption model was accorded with the Langmuir model, and the maximum theoretical adsorption capacity of copper sulfide was up to 174.06 mg/g. The thermodynamic model study found that the Gibbs free energy ∆G ^θ of copper sulfide adsorption EE2 was less than 0, the thermodynamic enthalpy ∆H ^θ was greater than 0, and the thermodynamic entropy ∆S ^θ was greater than 0, indicating that the whole adsorption process was a spontaneous endothermic process with increased entropy. By studying the values of thermodynamic enthalpy change ∆H ^θ and thermodynamic entropy change ∆G ^θ , it was found that there were chemical adsorption and physical adsorption in the adsorption process. Moreover, the synthesized nano-copper sulfide adsorbent was quite stable under the conditions studied. It is feasible and efficient to absorb EE2 by the nano-copper sulfide adsorbent.

Доступность данных и материалов

All data supporting the conclusions of this article are included within the article.

Сокращения

BDDT:

Brunauer-Deming-Teller

СТАВКА:

Brunauer-Emmett-Teller measurements

EDCs:

Environmental endocrine disruptors

EE2:

17α-Ethynyl estradiol

IEP:

Isoelectric point

POPs:

Persistent organic pollutants

SEM:

Сканирующий электронный микроскоп

ТЕМ:

Просвечивающий электронный микроскоп

UPLC:

Ultra-high performance liquid chromatography

XRD:

Рентгеновская дифракция