硼碳氮多孔材料的制备及其吸附再生性能研究

硼碳氮(BCN)多孔材料因其具有高的比表面积、优异的化学稳定性而被认为是一种优异的吸附材料.本文以废弃椰壳、硼酸(H3BO3)和尿素(CO(NH2)2)为原料,采用冷冻干燥法制备多孔生胚,并在NH3气氛下通过高温固相反应法在不同的反应温度下合成BCN多孔材料.结果表明,随着反应温度的升高,BCN多孔材料孔径逐渐变大,当反应温度为950℃时平均孔径为2.1 nm.将BCN多孔材料用于吸附水中孔雀石绿(MG)有机染料,其最大吸附量可达1 239.8 mg·g-1,5次循环再生后吸附量平均值仍高达1 138.6 mg·g-1,说明BCN多孔材料具有优异的循环吸附性能.采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型、准一级和准二级吸附动力学模型研究了浓度、吸附时间和平衡吸附量之间的关系.结果表明,BCN多孔材料的吸附与准二级吸附动力学模型吻合,其对MG的吸附属于均匀表面单层分子的Langmuir等温吸附.BCN多孔材料展现出优异的吸附能力,是一种非常有应用前景的新型吸附剂.