采用水熱合成法制備磁性蒙脫石,并分別在單獨(dú)及競(jìng)爭(zhēng)體系下,通過(guò)批試驗(yàn)研究其對(duì)鉛鎘的吸附特性,并采用集合的方法定量計(jì)算鉛鎘在磁性蒙脫石上的公共吸附點(diǎn)位和獨(dú)立吸附點(diǎn)位。結(jié)果表明,磁性蒙脫石對(duì)Pb (Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附過(guò)程為混亂度增加、可自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)。與單獨(dú)體系相比,在競(jìng)爭(zhēng)體系下,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在磁性蒙脫石上的吸附量下降,吸附速率減慢,表明Pb (Ⅱ)和Cd(Ⅱ)對(duì)磁性蒙脫石表面的吸附點(diǎn)位存在明顯的競(jìng)爭(zhēng)。與Cd(Ⅱ)相比,競(jìng)爭(zhēng)作用對(duì)Pb(Ⅱ)的影響較大。由鉛鎘所占據(jù)的磁性蒙脫石公共吸附點(diǎn)位的比值Qj(Pb)/Qj(Cd)> 1,表明鉛對(duì)磁性蒙脫土表面吸附點(diǎn)位的競(jìng)爭(zhēng)力要大于鎘。另外,升高溫度,Qj(Pb)/Qj(Cd)有下降的趨勢(shì),表明提高溫度有利于提高Cd的競(jìng)爭(zhēng)力。Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在公共吸附點(diǎn)位和獨(dú)立吸附點(diǎn)位之間的分布會(huì)影響它們對(duì)公共吸附點(diǎn)位的競(jìng)爭(zhēng)。 

【文章來(lái)源】：安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2020年04期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

蒙脫石與磁性蒙脫石的XRD圖

從圖2可以看出，蒙脫石經(jīng)過(guò)磁改性后，紅外光譜峰形基本一致，表明蒙脫石的整體骨架沒(méi)有發(fā)生明顯的改變。在3 610 cm-1附近的吸收峰為Al—OH伸縮振動(dòng)，在1 630 cm-1附近的峰強(qiáng)為H2O的彎曲振動(dòng)，在1 000 cm-1附近存在的吸收峰對(duì)應(yīng)為Si—O鍵伸縮振動(dòng)[26]。從圖2可以看出，在622 cm-1處新增1個(gè)吸收峰，為Fe—O鍵伸縮振動(dòng)引起的，表明Fe3O4已負(fù)載到蒙脫石上[27]，這與XRD分析結(jié)果一致。在3 610 cm-1處的Al—OH伸縮與彎曲振動(dòng)峰有明顯的減弱，表明Fe3O4與蒙脫石中Al—OH存在化合作用。2.3 磁性蒙脫石的SEM表征

圖4表示吸附時(shí)間對(duì)磁性蒙脫石在Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)單獨(dú)以及競(jìng)爭(zhēng)體系中的吸附影響。從圖4可知，Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在磁性蒙脫石上的吸附無(wú)論在單獨(dú)體系還是競(jìng)爭(zhēng)體系均表現(xiàn)出了相近的吸附動(dòng)力學(xué)行為。磁性蒙脫石對(duì)Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附均可分為3個(gè)階段:快速吸附階段(0～240 min、0～30 min)、慢速吸附階段(240～1 440 min、30～1440 min)及平衡階段。在快速吸附階段，Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在磁性蒙脫石上的吸附速率較快，其吸附量分別可達(dá)平衡吸附量的95.4%和88.6%(單獨(dú)體系)及90.7%和87.2%(競(jìng)爭(zhēng)體系)。這是由于在吸附初期，磁性蒙脫石表面的吸附點(diǎn)位較多，隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，磁性蒙脫石上的活性吸附點(diǎn)位逐漸減少，使得Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附速率均變慢，最終在1 440 min達(dá)到吸附平衡。在單獨(dú)體系中，Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在磁性蒙脫石上的平衡吸附量分別為74.5mg/g和46.8 mg/g，這可能是由于蒙脫土表面對(duì)鉛的親和力比鎘高，而競(jìng)爭(zhēng)體系的平衡吸附量與單獨(dú)體系相比均有所下降，結(jié)果表明Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)對(duì)磁性蒙脫石表面的吸附點(diǎn)位存在競(jìng)爭(zhēng)。圖4 Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在磁性蒙脫石上的吸附


本文編號(hào)：2923474