改性蛇纹石对Pb2+ 的吸附机理及吸附条件优化

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  • 上传时间:2023-02-17
  • 标签:高温改性蛇纹石;铅;吸附机理;解吸;Box-Behnken响应面法

为提升蛇纹石对污染物Pb2+的去除效果,实现废水中Pb2+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Pb2+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Pb2+去除率的影响,并通过Box-Behnken响应面法优化改性蛇纹石吸附Pb2+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Pb2+的机理主要为蛇纹石裂解产生的 Mg2+与溶液中溶解的 CO2结合形成 MgCO3,MgCO3与溶液中的 Pb2+发生溶积置换生成 PbCO3沉淀;Pb2+与改性后蛇纹石表面形成的高能键结合,以Pb(NO3)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Pb2+的解吸量及解吸率均较低,改性蛇纹石对Pb2+的吸附情况较为稳定,Pb2+不易被解吸出来。改性蛇纹石对溶液中Pb2+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36 h,此时吸附量及Pb2+去除率分别为15.26 mg·g-1、79.89%。研究表明,改性蛇纹石对Pb2+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Pb2+具有潜在应用价值。关键词: