Controlled bi-functionalization of silica microbeads through grafting of amidoxime/methacrylic acid for Sr(II) enhanced sorption
Controlled bi-functionalization of silica microbeads through grafting of amidoxime/methacrylic acid for Sr(II) enhanced sorption
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通过接枝偕胺肟/甲基丙烯酸控制二氧化硅微珠的双功能化以增强 Sr(II) 的吸附
DOI：
10.1016/j.cej.2020.125220
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发表时间：
2020-12
影响因子：
15.1
通讯作者：
Guibal Eric
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wei Yuezhou;Rakhatkyzy Makpal;Salih Khalid A. M.;Wang Kaituo;Hamza Mohammed F.;Guibal Eric
二氧化硅微球通过接枝聚甲基丙烯酸或偕胺肟基团（分别为单官能复合材料，PMAA/SiO2和PAO/SiO2）或组合（双官能复合材料，PAOxMAA 100-x/SiO2）而官能化。通过质构分析、热重分析、扫描电镜-能谱分析、元素分析、红外光谱、X射线光电子能谱、pHPZC等手段对材料进行了表征，以确定合成路线，确定反应基团，并支持对Sr（II）吸附机理的解释。Sr（II）的吸附，在最佳pH 8，涉及胺基团和羟基/羧基的双功能复合吸附剂。吸附性能的比较表明，最大的吸附需要从聚丙烯酸与偕胺肟功能相比，大部分的羧基;最佳配方：PAO 20 MAA 80/SiO2吸附剂。吸附等温线可以通过Langmuir和Sips方程有效拟合：最大吸附容量达到约1.38 mmol Sr g−1。吸附的动力学曲线使用伪一级速率方程建模;在40-60分钟内达到平衡。使用1 M HCl溶液完全解吸Sr（II）甚至更快;平衡时间为15-20分钟。吸附剂可循环使用5次，吸附性能下降有限，完全解吸。在固定床柱中，穿透曲线用托马斯方程拟合。在多组分溶液中，吸附剂显示出优选的选择性，其顺序为：K（I）> Ba（II）> Na（I）> Ca（II）。在海水中，该吸附剂对Sr（II）、B（III）和Mo（VI）具有较高的分配比
Silica microspheres are functionalized through the grafting of either polymethacrylic acid or amidoxime groups (mono-functional composite, PMAA/SiO2and PAO/SiO2, respectively) or in combination (bi-functional composite, PAOxMAA100-x/SiO2). The materials are characterized by textural analysis, TGA, SEM-EDX, elemental analysis, FTIR, XPS, pHPZCin order to confirm the synthesis route, identify the reactive groups and support the interpretation of sorption mechanisms toward Sr(II). The sorption of Sr(II), at optimum pH 8, involves amine groups and hydroxyl/carboxyl groups in the bi-functional composite sorbent. The comparison of sorption properties shows that maximum sorption requires a majority of carboxylic groups from polyacrylic compared with amidoxime functions; optimum formulation: PAO20MAA80/SiO2sorbent. Sorption isotherms are efficiently fitted by the Langmuir and Sips equations: the maximum sorption capacity reaches around 1.38 mmol Sr g−1. Kinetic profiles for sorption are modeled using the pseudo-first order rate equation; equilibrium is achieved within 40–60 min. Complete desorption of Sr(II) using 1 M HCl solutions is even faster; equilibrium time being 15–20 min. The sorbent can be recycled for 5 cycles with a limited decrease in the sorption performance, and full desorption. In fixed-bed column, the breakthrough curves are fitted by the Thomas equation. In multi-component solutions, the sorbent shows a preferred selectivity according the sequence: K(I) > Ba(II) > Na(I) > Ca(II). Tested on seawater, the sorbent shows high distribution ratio for Sr(II), B(III) and Mo(VI)
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DOI：
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发表时间：
1979
期刊：
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影响因子：
--
作者：
E. Serjeant;B. Dempsey
通讯作者：
E. Serjeant;B. Dempsey
影响因子：
1.8
作者：
K. Mulani;V. Patil;N. Chavan;K. Donde
通讯作者：
K. Mulani;V. Patil;N. Chavan;K. Donde
影响因子：
1.6
作者：
Tingting Li;Fan He;Yao-dong Dai
通讯作者：
Tingting Li;Fan He;Yao-dong Dai
DOI：
10.1021/la200347u
发表时间：
2011-03
期刊：
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
影响因子：
--
作者：
Nicolas Schüwer;H. Klok
通讯作者：
Nicolas Schüwer;H. Klok
影响因子：
1.6
作者：
Zuo Rui;Meng Li;Guan Xin;Wang Jinsheng;Yang Jie;Lin Yuanhui
通讯作者：
Lin Yuanhui