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我国城市化进程的不断推进和工农业的迅猛发展加剧了环境的恶化,如因为重金属积累而导致的水体重金属污染。未经处理或处理不完全的重金属污染物在进入生态环境后会发生迁移、存留和累积,最终危害人体健康。如Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)已被证实能引起人的肝、肾损伤和癌症等。因此,解决重金属污染问题迫在眉睫。钛酸盐纳米材料(titanate nanomaterials,简称TNs)是一种新颖的纳米材料,具有比表面积大,孔隙率高,结构稳定,离子交换能力强,在水体中自沉降性好等性能,正逐渐被作为吸附剂应用于治理重金属污染领域。TNs的性质取决于制备过程,但目前水热反应温度对TNs的形貌和吸附性能的影响还未有系统性的研究。该研究以二氧化钛纳米粉和氢氧化钠为原料,调节水热反应温度分别为100、120、150和190 ℃,制备出不同形貌的TNs,分别记为TNs-100、TNs-120、TNs-150和TNs-190,并对其形貌、晶型、比表面积和成分等进行了表征,还探究了它们对Cd(Ⅱ)的吸附性能。结果表明:TNs-100为纳米片,TNs-120出现了少量纳米管,TNs-150大部分为纳米管,而TNs-190主要是纳米棒。TNs-100的晶型结构主要是锐钛矿型;随着温度升高,结晶度逐渐增强;TNs-190出现了部分金红石相。在溶液pH为5,温度为25℃时,TNs-150对Cd(Ⅱ)的吸附量最大,为254.66mg/g。TNs-150循环使用6次对Cd(Ⅱ)的去除率和解吸率均可达93%以上。主要的吸附机制是TNs层间的H+和Na+与溶液中Cd2+的离子交换。根据以上实验结论,接下来通过3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)改性加质子的TNs-150(protonatedtitanatenanotubes,简写为HTNTs)得到氨基改性的钦酸纳米管(armino-modifiedtitanatenanotubes,简写为 TNTs-NH2),并探究了其对水中 Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明:当pH为3,温度为30℃时,TNTs-NH2最大吸附量为113.64 mg/g,这几乎是HTNTs吸附量的5倍;溶液里引入的干扰离子所带负电荷越多,与Cr(Ⅵ)的竞争就越强;当NO3-的引入量为溶液Cr(Ⅵ)浓度的5倍时,吸附量下降12.86%,展现了 TNTs-NH2对Cr(Ⅵ)良好的选择吸附性;由于TNTs-NH2零点电位(8.59)较大,使得它能在很宽的pH范围内通过静电引力吸附Cr(Ⅵ);已完成吸附的TNTs-NH2[TNTs-NH2-Cr(Ⅵ)]在pH为10的溶液里的解吸附率能达到95%;TNTs-NH2对Cr(Ⅵ)循环吸附4次的吸附量仅比初次使用下降了 13.14%。因此,相对于其他吸附剂,该吸附剂在经济高效去除Cr(Ⅵ)的应用上具有很大潜力。