氮-氟摻雜比例對(duì)TiO2/膨潤(rùn)土復(fù)合材料吸附土霉素的影響

摘要：為了探究氮(N)、氟(F)摻雜比例對(duì)TiO2/膨潤(rùn)土復(fù)合材料吸附性能的影響,采用溶膠-凝膠法制備了氮-氟共摻雜TiO2/膨潤(rùn)土復(fù)合材料,研究了所制備復(fù)合材料比表面積(SBET)、掃描電鏡(Scanning electron microscopy,SEM)和陽(yáng)離子交換量(Cation exchange capacity,CEC),分析了不同氮、氟摻雜比例對(duì)氮-氟共摻雜型TiO2/膨潤(rùn)土復(fù)合材料吸附水中土霉素的影響。SEM結(jié)果證實(shí)氮-氟共摻雜TiO2成功負(fù)載于膨潤(rùn)土表面;隨氮摻雜比例增大,氮摻雜復(fù)合材料表面摻雜TiO2的覆蓋程度增大,氮摻雜TiO2的粒徑由50~100 nm減小到25~50 nm,氮摻雜復(fù)合材料的CEC平均減小36.24%、平均孔徑減小1.74%,比表面積和孔體積增大;在氮摻雜基礎(chǔ)上摻雜氟元素,由于氟元素對(duì)摻雜TiO2表面的氟化作用及復(fù)合材料表面的侵蝕作用,氮-氟共摻雜復(fù)合材料的比表面積、孔徑、孔體積和CEC均大于單一氮元素?fù)诫s復(fù)合材料。吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與未摻雜復(fù)合材料相比,不同比例氮摻雜均不同程度地降低了復(fù)合材料對(duì)土霉素的吸附量(平均減少14.30 mmol·kg^-1),但氮摻雜比例為0.5和1時(shí),氟摻雜可提升復(fù)合材料對(duì)土霉素的吸附能力,吸附量分別由37.98 mmol·kg^-1和40.90 mmol·kg^-1增大到42.95 mmol·kg^-1和43.73 mmol·kg^-1。研究表明,氮-氟共摻雜TiO2/膨潤(rùn)土復(fù)合材料對(duì)土霉素的高吸附量是由氟摻雜提升了復(fù)合材料的負(fù)電荷數(shù)量、平均孔徑及孔體積造成的。