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）、N
2吸附-解吸、掃描電子顯微鏡（SEM）、能量色散X射線(xiàn)（EDX）、X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）和熱重分析（TG）技術(shù)對(duì)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(guò)分批和固定床實(shí)驗(yàn)詳細(xì)研究了SG@GO-IIP對(duì)Pd（II）的吸附性能。結(jié)果表明，利用擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir模型可以很好地描述吸附過(guò)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(duì)穿透曲線(xiàn)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(gè)吸附過(guò)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(duì)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(gè)吸附/解吸循環(huán)后，其最大吸附容量?jī)H下降8.9％。Pd（II）在SG@GO-IIP上的吸附機(jī)理被認(rèn)為是通過(guò)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(guò)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(kāi)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'），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(xiàn)以及比較各種金屬離子吸附在SiO
2@GO–IIP上的穿透曲線(xiàn)（d）。
Figure 3. Pd（II）離子對(duì)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(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(hào)
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