硅藻土负载纳米铁对Cd2+的吸附性能与机制研究

论文摘要

为了提高硅藻土（CDt）的吸附能力,采用NaBH4液相还原二价铁法合成负载纳米铁的硅藻土颗粒（nZVI-CDt）,运用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对nZVI-CDt进行表征,采用静态吸附法研究不同吸附条件对CDt和nZVI-CDt吸附Cd2+的影响,并结合等温吸附属性、吸附过程控制步骤以及吸附动力学、热力学属性分析探讨了CDt和nZVI-CDt对Cd2+的吸附机制.结果表明,负载纳米铁后,硅藻土的团聚现象得到改善,分散性更好,表面活性基团向有利于吸附方向发生变化,吸附能力得到显著提升,相对于CDt,nZVI-CDt对Cd2+的吸附量提升了3.9倍;nZVI-CDt对Cd2+的吸附较为迅速,20 min左右就可达到吸附平衡;随着投加量的增加,nZVI-CDt对Cd2+的吸附量呈下降趋势,而初始浓度对Cd2+的吸附影响则正好相反;相对于CDt,溶液初始pH值对nZVI-CDt吸附Cd2+的影响明显减弱;nZVI-CDt对Cd2+的吸附能力受温度影响不大;nZVI-CDt对Cd2+的吸附符合Temkin等温吸附模型和拟二级动力学模型.吸附反应容易进行,且以物理吸附为主,吸附过程控制步骤为发生在微孔内的吸附反应.吸附热力学参数表明CDt和nZVI-CDt对Cd2+的吸附是自发的吸热过程,且系统的无序性增加.

论文目录

• 1 引言（Introduction）
• 2 材料与方法（Materials and methods）
•   2.1 材料与仪器
•   2.2 试验方法
•   2.3 分析方法
• 3 结果与讨论（Results and discussion）
•   3.1 CDt和nZVI-CDt的理化结构表征分析
•     3.1.1 微观结构（SEM）表征分析
•     3.1.2 活性基团FTIR表征分析
•     3.1.3 X射线光电子能谱（XPS）
•   3.2 CDt和nZVI-CDt对Cd2+ 的吸附特性研究
•     3.2.1 吸附时间（t）的影响
•     3.2.2 投加量（W0）的影响
•     3.2.3 离子初始浓度（C0）的影响
•     3.2.4 溶液初始pH值的影响
•     3.2.5 溶液温度（T）的影响
•   3.3 CDt和nZVI-CDt对Cd2+ 的吸附机制
•     3.3.1 等温吸附属性
•     3.3.2 吸附过程属性
•     3.3.3 吸附动力学属性
•     3.3.4 吸附热力学属性
• 4 结论（Conclusions）

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 麻淳雅,朱健,雷明婧,刘子璇,王沛颖,王平,刘志明

关键词: 硅藻土负载纳米铁,吸附性能,吸附机制

来源: 环境科学学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工,环境科学与资源利用

单位: 中南林业科技大学环境科学与工程学院,稻米品质安全控制湖南省工程实验室

基金: 国家自然科学基金(No.21707169),国家重点研发计划子课题(No.2016YFD0800805-4),湖南省重点研发计划项目(No.2017SK2273,2016SK2030)

分类号: TQ424;X703

DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0322

页码: 3994-4003

总页数: 10

文件大小: 1792K

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