海藻酸钠/聚乙烯亚胺凝胶球的合成及对Cr(VI)的吸附性能和机制

海藻酸钠(SA)是一种生物质材料，具有来源广泛、价格低廉的特性，被众多科研人员用于实验室研究，制备成吸附剂去除水溶液中的金属离子。但目前制备的大多数SA基吸附材料是实心水凝胶状，具有比表面积较低、吸附速率慢、吸附容量小的缺点。本研究以SA为基体，向其中添加碳酸钙和聚乙烯亚胺(PEI)，以戊二醛为交联剂，经冷冻干燥后制备出多孔的SA/PEI凝胶球，探究其对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附特性。通过改变实验条件，研究pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附温度、吸附时间等对SA/PEI凝胶球吸附性能的影响；引入吸附动力学和热力学模型对吸附过程进行分析；采用FTIR、Zeta电位、SEM、XPS对SA/PEI凝胶球合成及吸附Cr(Ⅵ)机制进行综合分析。结果表明，SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的去除率与初始浓度呈负相关；该吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型，且该吸附反应是自发的吸热过程，在温度为318.15 K、pH值为2时，Langmuir等温吸附拟合所得最大吸附量为262.83 mg/g。SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要为静电作用导致的物理吸附。