DOI: 10.1007/s10570-020-03660-2

通过一种简便的原位氧化聚合法制备了具有纳米纤维结构的聚吡咯/细菌纤维素（PPy/BC）复合材料，以有效去除水溶液中的六价铬（Cr（VI））。通过SEM、TEM、BET、EDX、FT-IR和XPS分析了吸附剂的特性，发现PPy均匀包裹在纤维素表面，形成核壳结构，比表面积为95.9m2/g。得益于高比表面积，PPy/BC能够有效去除Cr（VI），在298K和pH2下的最大吸附容量为555.6mg/g。经测定，吸附数据遵循Langmuir等温线模型和伪二阶模型。Cr（VI）在PPy/BC上的吸附涉及离子交换和静电吸引。同时，一部分Cr（VI）被吡咯氮还原为三价铬（Cr（III）），然后通过螯合作用保留在PPy/BC表面。另外，PPy/BC经过5次吸附和解吸循环后，仍保持了70.5％的初始吸附量。这项研究表明，PPy/BC是一种经济高效且可重复使用的Cr（VI）吸附剂。

图1.PPy/BC纳米复合材料的制备过程

图2.BC（a）和PPy/BC（b）的SEM图像；PPy/BC的TEM图像（c）；不同pH条件下，PPy/BC在去离子水中的Zeta电位（d）；PPy和PPy/BC的红外光谱和FTIR光谱（e）

图3.pH对PPy/BC去除Cr（VI）效率的影响

图4.共存离子对PPy/BC复合材料吸附Cr（VI）的影响

图5.接触时间对不同初始浓度下Cr（VI）吸附容量的影响（a），以及利用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型研究了三种温度（298、308和318K）下的平衡吸附数据（b）

图6.PPy/BC在Cr（VI）吸附中的吸附/解吸循环（a）和第五次循环后PPy/BC的SEM图像（b）

图7.Cr（VI）吸附后PPy/BC的FTIR光谱（a），以及PPy/BC的XPS光谱和全扫描（b），Cr-2p高分辨率光谱（c）和N-1s高分辨率光谱（d）

图8.PPy/BC纳米复合材料去除Cr（VI）的机理