蜂巢石對重金屬離子的吸附性能和吸附機理研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著現(xiàn)代工農業(yè)的快速發(fā)展,人類生產生活過程中產生了大量的重金屬廢水,使水體污染加劇,嚴重威脅了人們的生命健康和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。目前,國內外處理重金屬廢水的方法很多,主要有吸附法、電解法、氧化還原法、離子交換法、膜分離法等,這些方法的應用各有針對性,而且大部分已經得到普遍使用。礦物吸附技術作為新興的廢水處理技術,在重金屬污染治理領域受到越來越多的關注。礦物吸附法的吸附材料來源廣泛,價格低廉,并且可以回收,在環(huán)境保護和重金屬回收方面具有巨大

2、的優(yōu)勢。開發(fā)這種安全、高效的吸附材料,對于解決重金屬污染的水環(huán)境問題有著重要意義。
  本文以蜂巢石為研究對象,首先介紹了它在廢水處理領域的研究進展和應用實例,然后通過理化試驗對蜂巢石的結構特征和相關性質進行了研究分析,發(fā)現(xiàn)其具有一定的陽離子吸納能力。在此基礎上以Mn2+、Cr6+、Pb2+、Cd2+為吸附對象,通過靜態(tài)吸附實驗,研究蜂巢石對重金屬離子的吸附性能,探索重金屬廢水處理的新技術、新方法和新工藝。并且利用吸附動力學模型、

3、吸附等溫線模型和結構表征,進一步揭示蜂巢石對重金屬離子的吸附機理。
  研究結果表明:蜂巢石表面孔隙發(fā)育較好,比表面積較大,是一種優(yōu)質的吸附材料。比表面積的大小不僅與其產地有關,還與其粒徑的大小有關,一般粒徑越小比表面積越大。蜂巢石的結晶度很高,基本在87%以上,晶體結構為硅氧四面體的骨架結構,表面帶有負電荷,能夠吸納一定電量的陽離子。晶型完整,晶粒與晶粒之間的間距較小,在2.8641nm~2.9976nm之間,容易產生微孔,有利

4、于增加其有效的吸附空間。孔隙特性研究發(fā)現(xiàn),微孔和中孔是蜂巢石吸附行為的主要參與者(孔半徑5~70A),最理想的吸附位置為孔半徑在5.6A左右的孔隙。
  靜態(tài)吸附實驗結果表明,蜂巢石的投加量和溶液的pH值是影響吸附效果的重要因素,蜂巢石吸附Mn2+、Pb2+、Cd2+的最佳條件為:pH=5,投加量0.4g/L,初始濃度5mg/L,此時吸附效果最好,去除率達到80%以上,吸附量超過10.00mg/g;蜂巢石吸附Cr6+的最佳條件為:

5、pH=2,投加量0.3g/L,初始濃度5mg/L,此時吸附效果最好,去除率可以達到99.61%,吸附量在17.00mg/g左右。蜂巢石對低濃度的重金屬廢水處理效果較好,吸附反應速率較快,30min內基本完成吸附,1h便能達到動態(tài)平衡。
  Lagergren擬一級動力學方程和Langmuir吸附等溫線方程可以較好地描述蜂巢石對Mn2+、Cr6+、Pb2+、Cd2+四種重金屬離子的吸附過程,以物理吸附為主化學吸附為輔,由單分子層吸附

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