羧甲基纤维素钠/己二酸二酰肼水凝胶的制备及其重金属离子吸附性能研究

袁琦 王玉珑 韩俊源 魏鑫鑫 戴洋 刘艳新

摘要：以羧甲基纤维素钠（ CMC ）为基材、己二酸二酰肼（ ADH ）为交联剂，成功制备了具有三维网络结构的 CMC/ADH 水凝胶，研究了 CMC/ADH 水凝胶对废水中重金属离子（ Cr6+、Cu2+、Pb2+）的吸附性能。采用傅里叶变换红外光谱（ FT-IR ）、扫描电子显微镜（ SEM ）、 X 射线能谱分析（ EDS ）和溶胀性能分析等方法对 CMC/ADH 水凝胶进行表征;研究了吸附时间、pH 值及重金属离子初始浓度对 CMC/ADH 水凝胶在模拟废水中吸附行为的影响;并对 CMC/ADH 水凝胶的吸附机理进行分析研究。结果表明，在室温（25℃）、 pH 值=3、重金属离子初始浓度50 mg/L 、吸附时间300 min 的条件下，CMC/ADH 水凝胶对废水中 Cr6+、Cu2+和 Pb2+的吸附量分别为31.5、75.9和72.0 mg/g;其吸附过程的动力学模型和等温模型的拟合結果表明，CMC/ADH 水凝胶吸附重金属离子的过程是单层化学吸附过程。

关键词：羧甲基纤维素钠（ CMC ）;己二酸二酰肼（ ADH ）;水凝胶;重金属离子;废水

中图分类号：TS72;TQ424;X703文献标识码：A DOI：10.11981/j. issn.1000?6842.2021.04.38

水凝胶是一种通过化学或物理方法交联而成的三维网络聚合物，由于网络结构的存在和聚合物链的交联而具有吸水却不溶于水的特性[1-4]。水凝胶在废水处理、农业灌溉、医疗设备和医疗材料等领域均有应用，具有多种商业用途[5-6]。随着人们对环境保护的愈加重视，对石化材料的依赖需求减少，天然生物聚合物材料备受众多研究者的关注[7-8]。近年来，因天然生物基材料的纤维素具有环境友好和低成本的特点，纤维素及其衍生物和复合材料等被广泛应用于水凝胶的制备。羧甲基纤维素钠（ CMC ）是一种含有亲水羧基的聚合物，其溶解性比纤维素更强，吸水量大，以其为材料制备的水凝胶具有高吸水性的特点[2，9-10]。……