制備了一種新型的基于納米復合材料的硅膠/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）、N
2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）技術對納米復合材料進行了表征。提出了Pd（II）離子與SG@GO-IIP之間的吸附機理。此外，還通過分批和固定床實驗詳細研究了SG@GO-IIP對Pd（II）的吸附性能。結果表明，利用擬二級動力學模型和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分鐘內達到吸附平衡。在固定床實驗中，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。當溶液的pH值為3.0，流速為0.6 mL/min，固定床高度為40 mm時，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上的吸附機理被認為是通過Pd（II）與碘在吸附劑中形成配位鍵而實現(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，該技術可促進基于氧化石墨烯的納米復合材料開始在某種程度上被工業(yè)所應用。
Figure 1. 吸附Pd（II）離子之前（a）和之后（a'），SiO
2@GO–IIP的SEM圖像；SiO
2@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SiO
2@GO–IIP上的穿透曲線以及比較各種金屬離子吸附在SiO
2@GO–IIP上的穿透曲線（d）。
Figure 3. Pd（II）離子對SiO
2@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
相關研究成果于2020年由重慶科技大學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。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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