使用聚丙烯-铬酸处理过的微粒吸附去除孔雀石绿染料：动力学、等温线和热力学研究

《International Journal of Environmental Analytical Chemistry》：Adsorptive removal of malachite green dye using polypropylene–chromic acid treated microparticles: kinetics, isotherms, and thermodynamics studies

　　中文摘要：本研究通过表面处理反应（60℃，30min）制备了聚丙烯铬酸改性微颗粒（PP-CAm），FTIR证实表面生成磺酸、羧酸和羟基基团。利用SEM、EDX、TGA等表征PP-CAm的形貌、化学成分及热稳定性，并考察温度、pH、接触时间及吸附剂用量对吸附性能的影响。结果表明，PP-CAm在pH7、30℃、180min时吸附容量达63.71mg/g，吸附机制符合Freundlich等温线和伪二级动力学模型，热力学参数（ΔH=-20.35kJ/mol，ΔG=-19.85kJ/mol）显示过程自发且放热，证实其高效去除阴离子染料的潜力。

　　

摘要

本文研究了使用聚丙烯（PP）与铬酸处理过的微粒（PP-CAm）对含有孔雀石绿（MG）染料的水溶液进行去污的效果，该过程通过表面处理反应（在60°C下持续30分钟）完成。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析证实，处理后PP-CAm表面生成了磺酸基、羧酸基和羟基。还利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱仪（EDX）、热重分析仪（TGA）、比表面积测定仪（BET）、ζ电位仪和滴定法等工具，研究了PP-CAm的其他特性，包括形貌、化学组成、热稳定性、比表面积、表面电荷和酸基浓度，以了解其吸附性质及吸附机制。同时评估了操作参数（如温度、MG溶液的pH值、接触时间和吸附剂用量）对吸附过程的影响。在pH值为7、温度为30°C、接触时间为180分钟的条件下，PP-CAm表现出最大的吸附能力，达到63.71 mg g^?1。吸附数据最佳地符合Freundlich等温线和拟二级动力学模型，相关拟合优度R²为0.970。热力学参数（ΔH = –20.35 kJ mol^?1、ΔS = –1.621 J mol^?1 K^?1、ΔG = –19.85 kJ mol^?1）表明该过程是可行的、自发的且放热的。研究结果表明，吸附机制涉及物理和化学作用，而不仅仅是单纯的化学吸附作用，这些因素共同增强了PP-CAm对染料的亲和力。因此，通过适当的处理（如铬酸处理），聚丙烯有可能成为从废水中去除阳离子染料的有效吸附剂。