酚醛基碳气凝胶的结构调控与Cr(Ⅵ)吸附性能研究OA

六价铬(Cr(Ⅵ))是一种具有高毒性和致癌性的重金属污染物,对环境和人类健康构成严重威胁。开发高效、经济的吸附剂是处理含Cr(Ⅵ)废水的关键。本研究以间苯二酚-甲醛为前驱体,聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC)为软模板,通过溶胶-凝胶法、常压干燥过程、以及高温碳化工艺制备了具有三维网络结构的多孔碳气凝胶(CA)。系统探究了PDADMAC用量对碳气凝胶微观孔结构的调控规律,并详细评估了其作为吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的去除性能、以及碳气凝胶的压缩性能。研究结果表明,通过调控PDADMAC的用量,可显著调控碳气凝胶的孔结构,实现由微孔向介孔结构的转变。吸附实验显示,丰富的介孔结构为Cr(Ⅵ)化合物提供了低阻力传质通道,使其吸附质量比达到102.34 mg·g^(-1),同时兼顾压缩强度(可达7.08 MPa)。吸附动力学符合准二级动力学模型和颗粒内扩散模型,表明其以化学吸附为主,并且存在多级吸附特征。本研究通过结构调控制备了高性能碳气凝胶,为重金属Cr(Ⅵ)的高效吸附提供了可行思路。