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酸热活化对海泡石吸附水溶液中Cd的影响机制

论文摘要

为增加SP（海泡石）的比表面积并提高其对水溶液中Cd的去除效率,采用HCl对SP进行酸热活化,探索制备HHSP（酸热活化海泡石）最佳的c（HCl）、酸改性时间和热活化温度,并比较SP和HHSP对Cd的吸附动力学和等温吸附特征,通过对吸附前后的SP和HHSP进行SEM-EDS（扫描电镜）、XRD（X射线衍射）和XPS（X射线光电子能谱）分析,以阐明HHSP吸附Cd的微观反应机理.结果表明:0.9 mol/L的HCl改性24 h后,500℃下热活化1 h制备的HHSP吸附性能最佳.准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型均能够很好地描述SP和HHSP对Cd的吸附特征. SP和HHSP对初始质量浓度为50 mg/L的溶液中Cd的去除率在2 h内分别达73.13%和85.96%,在24 h内达到吸附平衡. HHSP的最大饱和吸附量(qmax)为22.147 mg/g,比SP（4.200 mg/g）增加了4.23倍.酸热处理降低了SP的pH和pHpzc（零电荷点）,表明在SP表面吸附活性中心增多. SEM-EDS显示,酸热活化未改变SP的纤维状结构,Cd吸附量由SP的1.57%增至HHSP的2.13%. XPS分析表明,SP和HHSP对Cd的吸附作用包括了表面羟基（—OH）络合作用以及产生CdCO3、CdCl2、CdO和Cd（OH）2沉淀. XRD分析表明,酸改性通过清除SP的CaCO3成分,比表面积增加,从而增加了HHSP对Cd的吸附量.研究显示,酸热活化可增加HHSP对Cd的吸附效能,为利用HHSP有效控制稻田土壤Cd生物有效性提供了有益途径.

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 试验材料
  •   1.2 HHSP的制备
  •     1.2.1 SP的酸改性
  •     1.2.2 SP的热活化
  •   1.3 SP和HHSP的理化性质
  •   1.4 SP和HHSP对溶液中Cd的吸附性能
  •     1.4.1 吸附动力学试验
  •     1.4.2 等温吸附试验
  •   1.5 SP和HHSP吸附机理的试验
  •   1.6 数据处理与统计分析
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 最佳改性条件的筛选
  •   2.2 pHpzc
  •   2.3 吸附动力学特征
  •   2.4 等温吸附特征
  •   2.5 酸热活化对SP吸附Cd的影响机制
  •     2.5.1 SEM-EDS和XRD分析
  •     2.5.2 XPS分析
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张悦,王欣,林治家,彭渤,谭长银,章新平

    关键词: 海泡石,酸热活化海泡石,吸附量

    来源: 环境科学研究 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 环境科学与资源利用

    单位: 湖南师范大学资源与环境科学学院,湖南省地质调查院

    基金: 中央引导地方科技发展专项(No.2017XF5039),国家自然科学基金项目(No.41977108),湖湘青年英才支持计划项目(No.2017RS3032)~~

    分类号: X53

    DOI: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.11.28

    页码: 2157-2167

    总页数: 11

    文件大小: 1713K

    下载量: 238

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/62f9d777fa9d238c815f01c7.html