Preparation of novel poly(sodium p-styrenesulfonate)/sodium alginate hydrogel incorporated with MOF-5 nanoparticles for the adsorption of Pb(II) and tetracycline

化学 吸附 朗缪尔吸附模型 傅里叶变换红外光谱 核化学 吸附 Zeta电位 X射线光电子能谱 解吸 化学工程 纳米颗粒 有机化学 工程类
作者
Shaopeng Zhang,Jie Ding,Di Tian,Wenhui Su,Feifei Liu,Qiaoling Li,Minghua Lu
出处
期刊:Journal of Molecular Structure [Elsevier]
卷期号:1300: 137313-137313 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.molstruc.2023.137313
摘要

Novel alginate-based nanocomposite hydrogels with MOF-5 were prepared to remove Pb(II) and TC from water. The structure was characterized and analyzed by FTIR, XRD, TGA, SEM-EDS, BET, zeta, and XPS. Key factors, such as pH, adsorbent dosage, temperature, and coexisting salt ions were investigated in batch adsorption. The optimized MOF-5/PNaSS/SA demonstrated superior adsorption ability compared to SA and PNaSS/SA. In experimental tests, it exhibited maximum adsorption capacities for Pb(II) (189 mg/g) and TC (181 mg/g) at pH 6. The second-order kinetics model and the Langmuir isotherm model accurately described the sorption data of MOF-5/PNaSS/SA. Thermodynamic analysis indicated that the adsorption of MOF-5/PNaSS/SA was an exothermic and spontaneous process. MOF-5/PNaSS/SA also displayed excellent selectivity in adsorption and resistance to interference from salt ions. Moreover, the adsorption-desorption experiments demonstrated the recyclability of MOF-5/PNaSS/SA, as its adsorption capacity remained high level after ten cycles. The presence of O/S-containing groups and benzene rings played a crucial role in the adsorption mechanism, as confirmed by FTIR and XPS. In conclusion, MOF-5/PNaSS/SA has a high adsorption capacity and can effectively remove Pb(II) and TC from wastewater.
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