| 焦欣烨,蒋学,田秀枝,杜依纯,肖嘉乐,向钟,李宇航.碳酸钙复合材料的制备及其对Fe3+的吸附研究[J].中国造纸,2026,45(4):180-188 |
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| 碳酸钙复合材料的制备及其对Fe3+的吸附研究 |
| Preparation of Calcium Carbonate Composite Materials and Their Adsorption of Fe3+ |
| 收稿日期：2025-12-25 修订日期：2026-01-27 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.04.023 |
| 关键词: 多巴胺 海藻酸钠 碳酸钙 Fe3+吸附 |
| Key Words:dopamine sodium alginate calcium carbonate Fe3+ adsorption |
| 基金项目:陕西科技大学自然科学前沿研究基金（2020XSGG-07）；陕西省重点研发计划（2022GY-278）；陕西省自然科学基金（2023-JC-YB-104）；广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室开放基金（2023GXZZKF36）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 焦欣烨* | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 蒋学* | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 田秀枝 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 杜依纯 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 肖嘉乐 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 向钟 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 李宇航 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 |
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| 摘要:本研究以多巴胺（DA）与海藻酸钠（SA）为调控剂，分别探究二者与碳酸钙形成的复合材料DA-CaCO3和SA-CaCO3结构及其对Fe3+吸附性能的影响机制。通过调控DA与SA的浓度，系统研究了二者对碳酸钙晶型、微观形貌及粒径分布的调控规律，并比较了2种复合材料对Fe3+的吸附性能与循环稳定性。结果表明，DA-CaCO3的吸附行为符合Freundlich等温吸附模型，其表面非均质，与Fe3+间以多层物理吸附与弱化学作用为主；而SA-CaCO3更符合Langmuir等温吸附模型，其表面吸附位点均匀，吸附作用以单层化学络合为主导，理论最大吸附量达515.36 mg/g。循环实验进一步显示，SA-CaCO3在5次吸附-脱附后去除率仍保持80%以上，表现出良好的再生稳定性。 |
| Abstract:This study aimed to investigate the influence mechanisms of dopamine (DA) and sodium alginate (SA) as regulating agents on the structure of calcium carbonate composites and their adsorption performance for Fe3+. By adjusting the concentrations of DA and SA, the regulatory effects on the crystal phase, microstructure, and particle size distribution of calcium carbonate were systematically studied, and the adsorption performance and cycling stability of the two composites for Fe3+ were compared. The results showed that the adsorption behavior of DA-CaCO3 conformed to the Freundlich isothermal adsorption model, indicating its heterogeneous surface and adsorption dominated by multilayer physisorption and weak chemical interactions with Fe3+. In contrast, SA-CaCO3 better followed the Langmuir isothermal adsorption model, suggesting relatively uniform surface sites and a monolayer chemisorption process dominated by chelation, with a theoretical maximum adsorption capacity of 515.36 mg/g. Cycling experiments further showed that SA-CaCO3 maintained a removal rate above 80% towards Fe3+ after 5 times of adsorption-desorption cycles， demonstrating a good regeneration stability. |
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