通过使用喷雾结方法进行结构修改,提高Ti₃C₂T_{的Cr(vi) 去除性能}

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境科学 环境科学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• MXenes,特别是Ti₃C₂T_z,是有前途的吸附剂.
• 结构修改是提高MXene性能的关键.
• 六价 (Cr(VI)) 对环境和健康构成重大风险.

研究的目的:

• 通过喷雾结进行结构性修改Ti₃C₂T_z.
• 准备和描述球形和状Ti₃C₂T_z纳米材料.
• 为了研究修改的Ti₃C₂T_z结构的Cr(VI) 吸附性能.

主要方法:

• 喷雾结技术用于Ti₃C₂T_z的结构修改.
• 在3毫克每升^-1时制备状Ti₃C₂T_z和在6毫克每升^-1时制备球状Ti₃C₂T_z.
• 纳米材料的特定表面积和形态的表征.

主要成果:

• 片Ti₃C₂T_z (8-10 μm,17.81 m² g^-1) 的最大吸附能力为928毫克g^-1.
• 球体Ti₃C₂T_z (1-4 μm, 17.07 m²g^-1) 实现了最大吸附能力为626毫克g^-1.
• 吸附能力随着pH值的增加而降低 (pH值在2时是最佳的),随着Cr度的增加而增加.

结论:

• 喷雾结使Ti₃C₂T_z的结构易于修改,从而增强了Cr (VI) 的吸附.
• 片状Ti₃C₂T_z具有明显更高的Cr (VI) 吸附能力和比球形形式更快的动力学 (3分钟).
• 吸附效应遵循兰迈尔模型,表明单层化学吸附,由还原和静电相互作用驱动.