硼摻雜微介孔碳球?qū)︽k的吸附特性及機(jī)理

陳鋒，張謀，朱穎，周正文，和晶亮，杜江，馬培

河南工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 451191

環(huán)境中的鎘主要來(lái)自于電鍍，鎳鎘電池，顏料生產(chǎn)和塑料制造等行業(yè)，鎘及其化合物不僅毒性強(qiáng)，而且在環(huán)境和人體中可以長(zhǎng)期存在。中國(guó)規(guī)定飲用水中鎘的含量不能超過(guò)0.005 mg·L-1，若長(zhǎng)期飲用鎘含量超標(biāo)的水，會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)貧血、新陳代謝紊亂等癥狀，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐扇梭w中毒死亡。因此，研究和處理水中的鎘對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境保護(hù)都有著重要的意義。目前，鎘的處理方法主要有化學(xué)沉淀法（Gavris et al.，2013）、離子交換法（Rozycka et al.，1999）以及吸附法（Sari et al.，2008）等。吸附法因具有操作簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染、材料易得等優(yōu)點(diǎn)，故近年來(lái)逐漸受到國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注。

多孔碳材料具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，如耐酸堿性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、化學(xué)穩(wěn)定性等，且還具有比表面積高、孔隙結(jié)構(gòu)豐富、表面性質(zhì)可調(diào)等特點(diǎn)，在催化、儲(chǔ)能、吸附、電極材料、電容器等領(lǐng)域表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景（Tripathi et al.，2014）。近年來(lái)，由價(jià)格低廉、容易獲取、種類(lèi)繁多的生物質(zhì)前驅(qū)體制備多孔碳材料逐漸成為研究的熱點(diǎn)（De et al.，2015）。此外，通過(guò)物理化學(xué)活化、雜原子摻雜等方法對(duì)多孔碳材料進(jìn)行改性處理，可進(jìn)一步提升其各方面的性能（如吸附性能等），因而備受學(xué)者的青睞。例如，Li et al.（2016）通過(guò)物理活化香蕉皮制備了一種新型泡沫炭（CF），用于吸附水溶液中的 Cu2+、Pb2+、Cd2+和 Cr6+等重金屬離子，在吸附時(shí)間為1 h時(shí)重金屬離子的去除效率就可達(dá)98%以上。Yang et al.（2015）通過(guò)簡(jiǎn)單的浸漬、聚合和焙燒制備了孔徑均勻（3.8 nm）、磁性能優(yōu)良（8.46 emu·g-1）的氮摻雜磁性有序介孔碳（N-Fe/OMC），與磁性有序介孔碳（Fe/OMC）和原始有序介孔碳（OMC）相比，N-Fe/OMC對(duì)Pb(II)和苯酚都具有更好的吸附性能，且N-Fe/OMC在稀NaOH和丙酮溶液中具有較好的循環(huán)再生能力。

因此，論文選用生物質(zhì)（蔗糖）為前驅(qū)體，硼酸為摻雜劑，利用水熱和化學(xué)活化相結(jié)合的方法制備了硼摻雜微介孔碳球（boron-doped micromesoporous carbon spheres，B-MMPC），并首次將其應(yīng)用于鎘金屬?gòu)U水的處理，以探究雜原子摻雜和化學(xué)活化對(duì)碳材料吸附性能的影響。論文將系統(tǒng)研究硼摻雜量、吸附時(shí)間、pH值、吸附劑質(zhì)量等因素對(duì) B-MMPC吸附鎘的影響，并對(duì)吸附金屬鎘前后 B-MMPC的形貌結(jié)構(gòu)等進(jìn)行表征分析，以期揭示B-MMPC對(duì)鎘的吸附機(jī)理。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

試劑：蔗糖，硼酸，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；氯化鎘，天津市大茂化學(xué)試劑廠；氯化鋅，天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司；無(wú)水乙醇，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；硝酸，洛陽(yáng)昊華化學(xué)試劑有限公司；所用藥品均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

儀器：原子吸收分光光度計(jì)（AA-6880），杭州格圖科技有限公司；KTF-1700管式氣氛爐（KTF-6-17），無(wú)錫貝魯斯熱工科技有限公司；pH測(cè)定儀（PHS-3C），上海市安亭電子儀器廠；掃描電子顯微鏡（SIGMA 500），德國(guó)ZEISS公司；比表面積及孔隙度分析儀（ASIQM 0010-4），美國(guó)Quantachrome公司；顯微激光拉曼光譜儀（inVia Reflex），英國(guó) Renishaw公司；傅立葉變換紅外光譜儀（Nicolet 6700），美國(guó)Thermo Fisher公司。

1.2 B-MMPC的制備

稱(chēng)取4份質(zhì)量為6.4 g的蔗糖于燒杯中，分別加入0、1.6、3.2、6.4 g的硼酸和80 mL超純水，攪拌1 h后轉(zhuǎn)入以聚四氟乙烯為內(nèi)襯的水熱罐中密封，放入烘箱中，在190 ℃條件下水熱反應(yīng)12 h，后經(jīng)自然冷卻至室溫，用超純水和無(wú)水乙醇洗滌過(guò)濾至中性，80 ℃條件下干燥6 h后得到4種水熱碳。分別稱(chēng)取上述水熱碳和氯化鋅按質(zhì)量比1∶1混合，加入無(wú)水乙醇和超純水?dāng)嚢杈鶆颍o置 12 h后105 ℃烘干，再將其置于以氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣的管式爐中，以5 ℃·min-1的升溫速率升溫至900 ℃保溫1 h，取出后加入稀硝酸攪拌6 h并過(guò)濾洗滌至中性，放入烘箱內(nèi)105 ℃烘干，即得到4種不同硼摻雜量微介孔碳球。根據(jù)加入硼酸質(zhì)量的不同（0、1.6、3.2、6.4 g），分別命名為 MMPC、B-MMPC-1、B-MMPC-2、和B-MMPC-3。

1.3 吸附實(shí)驗(yàn)

1.3.1 不同硼摻雜量的影響

稱(chēng)取 30 mg的 MMPC、B-MMPC-1、B-MMPC-2、和 B-MMPC-3分別置于 50 mL，30 mg·L-1的 Cd2+溶液中，在 298 K、130 r·min-1條件下恒溫振蕩吸附24 h，吸附后將溶液抽濾，采用原子吸收光譜法測(cè)定Cd2+質(zhì)量濃度，設(shè)置3組平行實(shí)驗(yàn)取平均值，計(jì)算吸附率 η（%）和吸附量 Q（mg·g-1），公式見(jiàn)（1）和（2）。

式中：ρ0為 Cd2+的初始質(zhì)量濃度，mg·L-1；ρe為吸附平衡時(shí)的質(zhì)量濃度，mg·L-1；m為吸附劑的質(zhì)量，g；V為溶液體積，L。

1.3.2 吸附時(shí)間的影響

稱(chēng)取20 mg的B-MMPC-3，置于100 mL的錐形瓶中，加入50 mL，濃度為10 mg·L-1的Cd2+溶液，隨后將其置于298 K、130 r·min-1的恒溫振蕩培養(yǎng)箱里振蕩吸附 5、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120、180、240、300、360、420、480、600、720、1440 min，測(cè)定吸附后Cd2+溶液濃度，計(jì)算吸附率和吸附量。

1.3.3 pH值的影響

在 298 K條件下，稱(chēng)取若干份 20 mg的B-MMPC-3，分別加入 50 mL，濃度為 10 mg·L-1的Cd2+溶液，調(diào)節(jié)pH為2、3、4、5、6、7，置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱里振蕩吸附 720 min，測(cè)定吸附后Cd2+溶液濃度，計(jì)算吸附率和吸附量。

1.3.4 吸附劑質(zhì)量的影響

稱(chēng)取質(zhì)量 10、15、20、30、40、50 mg的B-MMPC-3，分別加入50 mL的pH值為5、濃度為 10 mg·L-1的 Cd2+溶液，在 298 K、130 r·min-1條件下恒溫振蕩吸附720 min，測(cè)定吸附后Cd2+溶液濃度，計(jì)算吸附率和吸附量。

1.3.5 初始濃度與溫度的影響

取pH值為5的初始濃度分別為10、30、50、70、90、110 mg·L-1的溶液各50 mL，分別加入40 mg的B-MMPC-3，溫度設(shè)定在298、308、318 K，振蕩吸附720 min后，測(cè)定Cd2+溶液濃度并計(jì)算吸附量。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同硼摻雜量的影響

為了考察不同硼摻雜量對(duì) Cd2+吸附效果的影響，我們制備了4種不同硼含量的微介孔碳球，并在相同條件下進(jìn)行了Cd2+的吸附實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。我們可以看出，各類(lèi)吸附劑對(duì)Cd2+吸附量的大小順序?yàn)椋築-MMPC-3＞B-MMPC-2＞B-MMPC-1＞MMPC。摻雜硼后的碳材料吸附效果均好于未摻雜硼的碳材料，且Cd2+的吸附量隨著硼含量的增加而增加。其中，B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附效果最佳，吸附量可達(dá)26.3 mg·g-1，而MMPC對(duì)Cd2+的吸附量不足B-MMPC-3的一半，僅為11.3 mg·g-1。由此可知，硼摻雜可明顯提升碳材料對(duì) Cd2+的吸附效果，這可能是由于硼的電負(fù)性（2.04）小于碳原子的電負(fù)性（2.55），當(dāng)硼原子摻雜到碳原子的晶格后，致使電子偏向碳，使碳原子帶負(fù)電，從而在水溶液中可通過(guò)靜電引力作用使更多的帶正電的 Cd2+吸附在B-MMPC-3的表面，極大的提升了B-MMPC-3對(duì) Cd2+的吸附效果（Yang et al.，2011）。由于B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附效果是最好的，因此均選用B-MMPC-3作為下列實(shí)驗(yàn)中的吸附劑。

圖1 不同硼摻雜量對(duì)鎘吸附量的影響Fig. 1 Effect of different boron-doping amount on adsorption capacity of cadmium

2.2 吸附時(shí)間的影響

圖 2主要考察了吸附時(shí)間對(duì)鎘吸附效果的影響，我們可以看出，隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，B-MMPC-3對(duì) Cd2+的吸附量和吸附率都在逐漸升高。在3 h內(nèi)，由于B-MMPC-3表面存在著大量生物活性的結(jié)合位點(diǎn)，對(duì)Cd2+的去除效率迅速提高，吸附率可達(dá)到40%。3 h后，隨著吸附位點(diǎn)逐漸被占據(jù)，吸附速率放緩，吸附劑與水溶液（體相）上溶質(zhì)分子之間的排斥力很可能是金屬吸附速率減慢的原因，此時(shí)，孔隙擴(kuò)散尤為顯著，由于 Cd2+從 B-MMPC-3表面擴(kuò)散到內(nèi)部孔隙是比較耗時(shí)的（Wang et al.，2017），因此12 h后吸附才基本達(dá)到平衡狀態(tài)。此外，吸附過(guò)程中往往伴隨著官能團(tuán)的吸附，可進(jìn)一步提升B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附率，24 h時(shí)B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附量為16.8 mg·g-1（Sitko et al.，2013）。

圖2 吸附時(shí)間對(duì)鎘吸附效果的影響Fig. 2 Effect of time on adsorption properties of cadmium

2.3 pH值的影響

吸附實(shí)驗(yàn)中的pH值是重要的參數(shù)之一，它影響著金屬離子的價(jià)態(tài)和溶質(zhì)的吸附能力，也影響吸附劑官能團(tuán)的活性。圖3展示了pH值對(duì)B-MMPC-3吸附Cd2+的影響，當(dāng)pH從2增加到5時(shí)，B-MMPC-3對(duì) Cd2+的吸附率從 52%提高到 79%，吸附量也從13.1 mg·g-1升高到 19.7 mg·g-1，pH 超過(guò) 5 以后，吸附率和吸附量都會(huì)下降。在較低 pH下，Cd2+的吸附率差，可能是由于大量 H+的存在，可以與 Cd2+競(jìng)爭(zhēng)相同的結(jié)合位點(diǎn)；另一方面，B-MMPC-3表面的羥基被高度質(zhì)子化，形成正電荷，與Cd2+相互排斥，阻礙Cd2+結(jié)合在吸附劑表面。當(dāng)pH接近5時(shí)，H+減少，質(zhì)子化程度減弱，吸附率和吸附量達(dá)到最大。隨著pH的逐漸升高，Cd2+與OH-可能形成氫氧化物配合物，如Cd(OH)+，Cd2(OH)3+等，導(dǎo)致吸附 Cd2+減少（Shaker，2015；Sarada et al.，2014）。

圖3 pH對(duì)鎘吸附效果的影響Fig. 3 Effect of pH on adsorption properties of cadmium

2.4 吸附劑質(zhì)量的影響

圖 4為吸附劑質(zhì)量對(duì)鎘吸附效果的影響，從中可以看出，B-MMPC-3的質(zhì)量從10 mg增加到50 mg，吸附率相應(yīng)地從28%增加至78%，這是由于隨著吸附劑質(zhì)量的增加，吸附的位點(diǎn)和表面面積隨之增加，從而吸附率逐漸提高。對(duì)于吸附量而言，當(dāng)吸附劑質(zhì)量從10 mg增加到20 mg時(shí)，吸附量略微增加，這歸因于在低的投加量范圍內(nèi)，吸附劑比表面積的增加和有更多的活性位點(diǎn)可用。當(dāng)投加量大于20 mg后，吸附量卻逐漸下降，直到投加量為 50 mg時(shí)，吸附量達(dá)到最低（7.8 mg·g-1），原因是鎘濃度不變時(shí)，隨著吸附劑質(zhì)量的增加，單位質(zhì)量的吸附劑所吸收的鎘含量下降，導(dǎo)致吸附量降低。

圖4 吸附劑質(zhì)量對(duì)鎘吸附效果的影響Fig. 4 Effect of adsorbent quality on adsorption properties of cadmium

2.5 初始濃度與溫度的影響

圖5 初始質(zhì)量濃度與溫度對(duì)鎘吸附量的影響Fig. 5 Influence of initial concentration and temperature on adsorption capacity of cadmium

圖5 主要研究在298、308、318 K溫度下，Cd2+初始質(zhì)量濃度在10-110 mg·L-1范圍內(nèi)，B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附效果。由圖5可知，在同一溫度下，Cd2+初始質(zhì)量濃度越高，為 Cd2+克服水相和固相之間的傳質(zhì)阻力提供的驅(qū)動(dòng)力越大；此外，Cd2+初始濃度的增加也增加了B-MMPC-3與Cd2+之間的相互作用，兩者的協(xié)同作用導(dǎo)致B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附量隨之升高（Kumar et al.，2010）。在298 K時(shí)，初始質(zhì)量濃度為90 mg·L-1，吸附量可以達(dá)到 41.4 mg·g-1，質(zhì)量濃度大于 90 mg·L-1后，吸附量趨于平緩，吸附位點(diǎn)逐漸飽和，吸附接近平衡狀態(tài)。初始質(zhì)量濃度為 110 mg·L-1，溫度在298、308、318 K的吸附量分別是 41.9、42.9、43.3 mg·g-1，這說(shuō)明吸附過(guò)程是吸熱的，升高溫度能提高B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附效果，但溫度對(duì)吸附量的影響并不顯著。通過(guò)對(duì)比文獻(xiàn)中報(bào)道的其它吸附劑對(duì)Cd2+的吸附量（如表1），可知B-MMPC-3的吸附效果均優(yōu)于其它吸附劑，這更進(jìn)一步地證明了B-MMPC-3是一種良好的吸附劑。

表1 不同吸附劑對(duì)Cd2+的吸附量比較Table 1 Comparison of adsorption capacity for Cd2+by various adsorbents

3 吸附機(jī)理

3.1 吸附前后的掃描電鏡分析

圖 6中，圖 6(a)、(b)為 B-MMPC-3吸附 Cd2+前的 SEM 圖，可以看出，所制備的材料為內(nèi)部無(wú)雜質(zhì)的實(shí)心球體，粒徑在1-6 μm，分散性較好，高倍率圖片觀察到球體表面有不同程度的缺陷，這可能是由于硼元素的引入和 ZnCl2化學(xué)活化造成的。此外，我們對(duì)B-MMPC-3進(jìn)行了EDS檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)B-MMPC-3中硼、碳、和氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6.46%、90.43%和 3.11%（表 2），這說(shuō)明我們成功的制備了硼摻雜的碳材料，且B-MMPC-3表面存在著大量的含硼和含氧官能團(tuán)。圖 6(c)、(d)為B-MMPC-3吸附Cd2+后的SEM圖，可以看出，吸附后的碳球形貌并未發(fā)生明顯的變化，EDS檢測(cè)表明吸附后鎘元素的重量百分含量為4.49%，驗(yàn)證了Cd2+確實(shí)吸附在B-MMPC-3的表面。

表2 B-MMPC-3吸附前后的EDS圖Table 2 The EDS diagrams of B-MMPC-3 before and after adsorption

圖6 （a）和（b）為B-MMPC-3吸附前的SEM圖，（c）和（d）為B-MMPC-3吸附后的SEM圖Fig. 6 The SEM images of B-MMPC-3 before (a and b) and after adsorption (c and d)

3.2 比表面積和孔徑分布分析

為表征經(jīng)ZnCl2活化的B-MMPC-3的比表面積和孔結(jié)構(gòu)，我們對(duì)材料進(jìn)行了氮?dú)馕摳降葴鼐€測(cè)試。如圖7所示，圖7(a)是氮?dú)馕矫摳降葴鼐€，圖7(b)是對(duì)應(yīng)的孔徑分布曲線。根據(jù)IUPAC的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，B-MMPC-3屬于Ⅰ型的吸附脫附等溫線，在相對(duì)壓力較低時(shí)（p/p0=0.0-0.1），吸附曲線急劇上升，說(shuō)明B-MMPC-3中存在著微孔結(jié)構(gòu)（李云倩，2017），在相對(duì)壓力 p/p0=0.5-0.9時(shí)，出現(xiàn)微小的滯后環(huán)，標(biāo)志B-MMPC-3中存在連通著的介孔結(jié)構(gòu)（魏同業(yè)，2016），而在相對(duì)壓力p/p0接近1.0時(shí)，曲線平緩，沒(méi)有出現(xiàn)明顯上翹的現(xiàn)象，說(shuō)明不存在大孔。通過(guò)BET方法計(jì)算出B-MMPC-3的比表面積高達(dá) 672.3 m2·g-1，孔體積達(dá)到 0.36 cm3·g-1，這主要得益于 ZnCl2的活化造孔作用。基于 NLDFT理論下的孔徑分布曲線可知，B-MMPC-3的孔徑主要分布于0.5-10 nm之間，說(shuō)明微孔和介孔占主導(dǎo)地位，這再次表明我們制備的B-MMPC-3為典型的微介孔碳。因此，我們推測(cè)B-MMPC-3的這種微介孔結(jié)構(gòu)可以提供很多的活性吸附位點(diǎn)，從而有利于對(duì)Cd2+進(jìn)行孔隙的吸附（公緒金等，2011）。

圖7 B-MMPC-3的氮?dú)馕摳降葴鼐€（a）和孔徑分布曲線（b）Fig. 7 The nitrogen adsorption-desorption isotherm curve (a)and pore size distribution curve (b) of B-MMPC-3

3.3 吸附前后的FTIR對(duì)比

圖8 記錄了B-MMPC-3吸附Cd2+前后的紅外光譜圖。吸附前，在667 cm-1有O-B-O的吸收峰，這表明硼原子摻入了碳骨架中（Sahoo et al.，2015），這與EDS表征結(jié)果相符（圖6）。1118 cm-1是C-OH等含氧官能團(tuán)的振動(dòng)（Cheng et al.，2017），1383 cm-1的吸收峰是C=C伸縮振動(dòng)引起的，1573 cm-1的吸收峰是C=O伸縮振動(dòng)引起的，位于1633 cm-1的吸收峰與-COOH有關(guān)，位于2927 cm-1的吸收峰主要是由于C-H的拉伸（Dawood et al.，2012）；位于3442 cm-1的特征吸收峰是-OH伸縮振動(dòng)引起的（石夏穎，2014）。吸附后，B-MMPC-3在667 cm-1的峰值消失，可見(jiàn)硼原子參與了對(duì)Cd2+的吸附。在500-1000 cm-1處峰值普遍增強(qiáng)，并出現(xiàn)了很多吸收峰，如在625、690、742、811、890 cm-1均出現(xiàn)了峰值，這代表M-OH或M-O（M代表金屬離子）數(shù)量增多，這可能是由于Cd-O的形成引起的（王艷娜，2017），在1633、1118和3442 cm-1的吸收峰位移都沒(méi)有發(fā)生明顯的偏移，但吸收強(qiáng)度增強(qiáng)，這可能是由于在吸附過(guò)程中-COOH、-OH參與反應(yīng)而引起數(shù)量變化造成的。原1573 cm-1的峰消失，這可能是C=O與Cd2+發(fā)生了結(jié)合。由吸附前后的FTIR對(duì)比我們可知，O-B-O、C=O、-OH等含硼和含氧官能團(tuán)參與了B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附絡(luò)合作用，發(fā)生這種現(xiàn)象的可能原因是：鎘屬于過(guò)渡金屬，具有更大的配位鍵傾向，易于利用空位的d軌道與含氧的基團(tuán)形成d軌道鍵，氧原子越多，形成配合物的傾向越大，以此就可以達(dá)到吸附目的。以上分析可知，官能團(tuán)參與的化學(xué)吸附在B-MMPC-3吸附Cd2+的過(guò)程中至關(guān)重要（Chand et al.，2014）。

圖8 吸附前后B-MMPC-3的FTIR對(duì)比圖Fig. 8 The FTIR comparison of B-MMPC-3 before and after adsorption

3.4 吸附前后的拉曼對(duì)比

為表征吸附前后對(duì) B-MMPC-3石墨化程度及缺陷度的影響，我們采用拉曼光譜進(jìn)行測(cè)試（圖9）。位于1340 cm-1的D峰對(duì)應(yīng)于B-MMPC-3的缺陷程度，硼原子的引入及氯化鋅活化都會(huì)使材料的混亂度增加，位于1580 cm-1的G峰對(duì)應(yīng)于B-MMPC-3的石墨化程度。吸附前，ID/IG=1.22，吸附后ID/IG=1.14，這可能是由于附著在 B-MMPC-3表面及孔內(nèi)的鎘導(dǎo)致B-MMPC-3的缺陷程度降低（杜文怡，2017；孫駿婷，2017）。結(jié)合上面的SEM、BET、FTIR和Raman分析，我們推測(cè)B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附機(jī)理主要存在著靜電吸引、孔隙吸附、和O-B-O、C=O、-OH等官能團(tuán)絡(luò)合。

圖9 吸附前后B-MMPC-3的拉曼對(duì)比圖Fig. 9 The Raman comparison of B-MMPC-3 before and after adsorption

4 結(jié)論

論文選用蔗糖為碳源，硼酸為摻雜劑，利用水熱和化學(xué)活化相結(jié)合的方法制備了硼摻雜微介孔碳球（boron-doped micro-mesoporous carbon spheres，B-MMPC），并首次研究了其對(duì)水中金屬鎘的吸附特性和吸附機(jī)理，得出如下結(jié)論。

（1）硼摻雜的碳材料對(duì) Cd2+的吸附效果比未摻雜硼的碳材料好，其中B-MMPC-3的吸附性能最佳；

（2）B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，吸附12 h后基本達(dá)到平衡；pH=5時(shí)，吸附效果最好；吸附量隨著Cd2+初始濃度和溫度的升高而增大；當(dāng) pH=5，Cd2+初始濃度為 110 mg·L-1，吸附劑質(zhì)量為40 mg，取50 mL Cd2+溶液，在298 K下吸附12 h，B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附量高達(dá)41.9 mg·g-1；

（3）SEM、BET、FTIR和 Raman證實(shí)，B-MMPC-3為具有微介孔結(jié)構(gòu)的碳球，直徑為1-6 μm，比表面積和孔體積分別為672.3 m2·g-1和0.36 cm3·g-1，且表面存在著豐富的含氧和含硼官能團(tuán)；

（4）B-MMPC-3對(duì)Cd2+的吸附機(jī)理主要存在著靜電吸引、孔隙吸附和官能團(tuán)絡(luò)合。