摘要
为提升蛇纹石对污染物Pb~(2+)的去除效果,实现废水中Pb~(2+)的高效去除,本研究将天然蛇纹石矿物高温改性,探究改性后蛇纹石对Pb~(2+)的吸附机理、解吸情况及蛇纹石用量、溶液的初始pH、蛇纹石粒径大小和吸附时间对吸附量和Pb~(2+)去除率的影响,并通过Box-Behnken响应面法优化改性蛇纹石吸附Pb~(2+)的实验条件。结果表明:改性蛇纹石吸附性能明显提升,理论最大饱和吸附容量更高,二者吸附过程均更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,且吸附过程为自发吸热进行的。改性蛇纹石吸附Pb~(2+)的机理主要为蛇纹石裂解产生的Mg~(2+)与溶液中溶解的CO_2结合形成MgCO_3,MgCO_3与溶液中的Pb~(2+)发生溶积置换生成PbCO_3沉淀;Pb~(2+)与改性后蛇纹石表面形成的高能键结合,以Pb(NO_3)_2·Si—O、PbO·O—Si—O配合物的形式吸附在蛇纹石表面。改性蛇纹石在溶液中Pb~(2+)的解吸量及解吸率均较低,改性蛇纹石对Pb~(2+)的吸附情况较为稳定,Pb~(2+)不易被解吸出来。改性蛇纹石对溶液中Pb~(2+)最佳吸附条件为固液比为1:200(m:V),pH=5.5,粒径为140目,吸附时间为36h,此时吸附量及Pb~(2+)去除率分别为15.26 mg·g~(-1)、79.89%。研究表明,改性蛇纹石对Pb~(2+)吸附性能明显提升,具有较高吸附容量且吸附较为稳定不易解吸,对去除废水中Pb~(2+)具有潜在应用价值。
关键词
高温改性蛇纹石 /
铅 /
吸附机理 /
解吸 /
Box-Behnken响应面法
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徐鹏超, 可传豪, 吴岩, 刘智, 杜立宇, 杨玉红.
改性蛇纹石对Pb~(2+)的吸附机理及吸附条件优化. 农业环境科学学报. 2022, 41(09): 2043-2054
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脚注
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基金
国家重点基础研究发展计划项目(2018YFC1801200)
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