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重慶科技大學(xué)Min Li和Jian Feng課題組--一種新型的基于納米復(fù)合材料的硅膠/氧化石墨烯用于從廢棄的工業(yè)催化劑中選擇性分離和回收鈀
       制備了一種新型的基于納米復(fù)合材料的硅膠/氧化石墨烯(SG@GO-IIP),并將其用于從廢工業(yè)催化劑中回收鈀。使用傅里葉變換紅外(FT-IR)、N2吸附-解吸、掃描電子顯微鏡(SEM)、能量色散X射線(EDX)、X射線光電子能譜(XPS)和熱重分析(TG)技術(shù)對納米復(fù)合材料進(jìn)行了表征。提出了Pd(II)離子與SG@GO-IIP之間的吸附機(jī)理。此外,還通過分批和固定床實(shí)驗(yàn)詳細(xì)研究了SG@GO-IIP對Pd(II)的吸附性能。結(jié)果表明,利用擬二級動力學(xué)模型和Langmuir模型可以很好地描述吸附過程,最大吸附容量為154.3 mg g-1,而在約90分鐘內(nèi)達(dá)到吸附平衡。在固定床實(shí)驗(yàn)中,研究了初始pH值、流速和固定床高度對穿透曲線的影響,并且與Adams-Bohart模型相比,Thomas和Yoon-Nelson模型更適合描述整個吸附過程。當(dāng)溶液的pH值為3.0,流速為0.6 mL/min,固定床高度為40 mm時(shí),Pd(II)離子在SG@GO-IIP上的吸附容量最大為147.7 mg g-1。即使在存在K(I)、Na(I)、Ca(II)、Mg(II)和Al(III)離子的情況下,SG@GO-IIP材料也對Pd(II)表現(xiàn)出優(yōu)異的親和力,并且具有良好的再生和可重復(fù)使用性,在五個吸附/解吸循環(huán)后,其最大吸附容量僅下降8.9%。Pd(II)在SG@GO-IIP上的吸附機(jī)理被認(rèn)為是通過Pd(II)與碘在吸附劑中形成配位鍵而實(shí)現(xiàn)的。該研究提出了一種新方法,以SG@GO-IIP為吸附劑,通過固相萃取從廢舊工業(yè)催化劑中回收鈀,在工藝中選擇硫酸為浸出液,該技術(shù)可促進(jìn)基于氧化石墨烯的納米復(fù)合材料開始在某種程度上被工業(yè)所應(yīng)用。
 

Figure 1. 吸附Pd(II)離子之前(a)和之后(a'),SiO2@GO–IIP的SEM圖像;SiO2@GO-IIP吸附Pd(II)離子之前和之后的EDX光譜(b')

 
Figure 2. 在不同的pH值(a)、流速(b)、床高(c)下,Pd(II)吸附到SiO2@GO–IIP上的穿透曲線以及比較各種金屬離子吸附在SiO2@GO–IIP上的穿透曲線(d)。
 

Figure 3. Pd(II)離子對SiO2@GO–IIP的吸附和解吸循環(huán)。
 
 
Figure 4. 由廢催化劑制備Pd(0)的示意圖
 
       相關(guān)研究成果于2020年由重慶科技大學(xué)Min Li和Jian Feng課題組,發(fā)表在Chemical Engineering Journal, 2020, 386, 123947上。原文:A novel nanocomposite based silica gel/graphene oxide for the selective separation and recovery of palladium from a spent industrial catalyst。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號

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