Многостенные углеродные нанотрубки, декорированные смешанным оксидом Ce–Fe, полученные с применением поверхностно-активного вещества, и их адсорбционные характеристики по отношению к мышьяку

В данном исследовании новый материал на основе многостенных углеродных нанотрубок, декорированных смешанным оксидом Ce–Fe (CF-CNT), был получен методом с применением поверхностно-активного вещества. Материал CF-CNT характеризовали различными методами, включая анализ удельной поверхности по Брунауэру–Эммету–Теллеру (BET), просвечивающую электронную микроскопию (TEM), рентгеновскую дифракцию (XRD), инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR) и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию (XPS). Было установлено, что оксид Ce–Fe равномерно распределён на поверхности углеродных нанотрубок, а его средний размер составляет 7,0 нм. Полученный материал CF-CNT использовали в качестве адсорбента для удаления мышьяка из водных растворов. Результаты адсорбционных экспериментов показали, что данный материал обладает высокой адсорбционной эффективностью по отношению к As(V) и As(III). Процессы адсорбции As(V) и As(III) хорошо описывались моделью псевдовторого порядка. Механистическое исследование показало, что при адсорбции As(V) участвуют различные взаимодействия, включая электростатическое притяжение и комплексообразование на поверхности. При адсорбции As(III) часть As(III) окислялась до As(V), после чего происходила одновременная адсорбция As(V) и As(III). Также было установлено, что при адсорбции на CF-CNT протекает внутридиффузионный перенос, однако он не является единственной лимитирующей скорость стадией. Полученный материал CF-CNT может использоваться в широком диапазоне pH, что свидетельствует о его значительном потенциале для очистки воды, загрязнённой мышьяком.