Enhanced Cr(VI) removal by polyethylenimine- and phosphorus-codoped hierarchical porous carbons

聚乙烯亚胺 吸附 水溶液 化学 杂原子 磷酸 碳纤维 材料科学 化学工程 无机化学 核化学 有机化学 戒指(化学) 转染 复合材料 复合数 基因 工程类 生物化学
作者
Shixia Chen,Jun Wang,Zeliang Wu,Qiang Deng,Wenfeng Tu,Guiping Dai,Zheling Zeng,Shuguang Deng
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:523: 110-120 被引量:109
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2018.03.057
摘要

Abstract The amino- and phosphorus-codoped (N,P-codoped) porous carbons derived from oil-tea shells were facilely fabricated through a combination of phosphoric acid (H3PO4) activation and amino (polyethylenimine, PEI) modification method. The as-synthesized carbon adsorbents were systematically characterized and evaluated for Cr(VI) removal in aqueous solutions. The relationship between adsorbent properties and adsorption behaviors was illustrated. Moreover, the influences of contact time, initial Cr(VI) concentration, pH, coexisting anions and temperature were also investigated. The adsorption behavior of Cr(VI) could be perfectly described by the pseudo-second-order kinetic model and Sips adsorption model. The maximum adsorption capacity of Cr(VI) on the carbon adsorbents synthesized in this work was 355.0 mg/g, and this excellent Cr(VI) capacity could be sustained with other coexisting anions. In addition to high surface area and suitable pore size distribution, the high Cr(VI) removal capacity is induced by rich heteroatoms incorporation and the Cr(VI) removal mechanism was clearly illustrated. Furthermore, the continuous column breakthrough experiment on obtained N,P-codoped carbon was conducted and well fitted by the Thomas model. This work revealed that PEI modification and P-containing groups could significantly enhance Cr(VI) adsorption capacity and make these N,P-codoped biomass-derived carbons potent adsorbents in practical water treatment applications.
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