高效g-C3N4@ZnO@ZrO2异质结构在重金属离子去除中的实验与计算模型研究及其环境应用价值

本研究通过超声法制备新型CN@ZnO@ZrO2三元异质结构，显著提升Cd(II)吸附性能（最大容量272.4 mg·g?1）。结合实验表征（XRD、SEM、FTIR）与理论计算（DFT），证实其遵循伪二级动力学和Langmuir模型，为重金属污染治理提供高效吸附剂设计策略。

　　

Section snippets

Materials

尿素（NH₂CONH₂，≥99%）和异丙醇（(CH₃)₂CHOH，≥99%）由Sigma-Aldrich提供。二水合醋酸锌（Zn(CH₃COO)₂，≥99.0%）、氢氧化钠（NaOH，≥99%）及氧化锆纳米颗粒（ZrO₂，15 nm）购自Merck。

Synthesis of CN

将4 g尿素在550°C下煅烧120分钟，通过热缩合反应生成CN。所得黄色CN产物经冷却封装后储存于避光容器中。

Preparation of ZnO and CN@ZnO

（内容暂缺，原文未提供详细合成步骤）

Structural characterizations and chemical composition analysis

图1a展示了纯CN、CN@ZnO和CN@ZnO@ZrO₂的XRD图谱。纯CN在27.7°处显示强衍射峰，对应石墨碳的(002)晶面；12.84°处的弱峰对应(100)晶面，证实其六方晶系结构（JCPDS卡号87-1526）。CN@ZnO复合物的XRD图谱呈现出……（后续内容原文未完整提供）。

Conclusion

新型CN@ZnO@ZrO₂三元复合材料通过简易超声法制备，对水溶液中Cd(II)吸附表现卓越。结构形态分析证实二维层状g-C₃N₄纳米片上均匀分布的ZnO与ZrO₂纳米颗粒，使其比表面积达87.4 m²·g^?1，孔体积为0.207 cm³·g^?1。Langmuir与吸附平衡模型表明……（结论部分原文未完整呈现）。