鎂鋁水滑石對Cd(II)吸附及其吸附機(jī)理.pdf

1、LDH可作為吸附劑用于水中Cd(II)去除，在LDH(3:1)濃度為1.0g/L、40°C的條件下,180min達(dá)平衡，對Cd(II)去除效果最好，吸附量為49mg/g。LDH吸附對Cd(II)為pH依賴，Cd(II)的去除率隨pH值的增大而明顯加大。經(jīng)高溫焙燒所得的LDO去除水中Cd(II)的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于LDH，表現(xiàn)出極強(qiáng)的吸附Cd(II)的性能，500°C條件下焙燒所得LDO吸附效果最佳。700mg/LCd(II)溶液中，LDO(5

2、00°C)濃度為1.0g/L、Cd(II)濃度為700mg/L、60°C的條件下120達(dá)吸附平衡，Cd(II)的去除效果最好，去除率91.2％，吸附量為638.4mg/g。與LDH不同，初始pH值對LDO去除Cd(II)效率影響較小，LDO在水中可通過“記憶效應(yīng)”恢復(fù)其層狀結(jié)構(gòu)，在重構(gòu)過程中會產(chǎn)生大量的–OH，使反應(yīng)液pH急速升高，從而使初始pH值難以穩(wěn)定。LDO是通過表面物理吸附、表面絡(luò)合以及化學(xué)沉淀吸，特別是重構(gòu)引導(dǎo)促進(jìn)吸附來附水中

3、的Cd(II)。
　　用為15%體積分?jǐn)?shù)的甘油液改性LDH吸附水中的Cd(II)效果最佳，較未改性的LDH的Cd(II)去除率提高了17.0%。G-LDH保持水滑石典型晶體結(jié)構(gòu)不變，晶體純凈較高，粒徑變小，粒徑分布變窄即粒度均勻，表面積增大，分散度好。焙燒后的G-LDO具有更大比表面積和更加發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，更易發(fā)生吸附或更好的發(fā)揮“記憶效應(yīng)”，促進(jìn)Cd(II)發(fā)生化學(xué)沉淀，所以G-LDO吸附效果最好。
　　吸附動力學(xué)研究表明

4、，LDO對Cd(II)的吸附符合Lagergren準(zhǔn)二級動力學(xué)模型及Langmuir吸附等溫線方程，且吸附易于進(jìn)行(Ea37.10kJ/mol)，說明是以化學(xué)吸附為主的吸熱過程。吸附熱力學(xué)研究表明，Cd(II)在LDO上的吸附以配位基交換、化學(xué)鍵等強(qiáng)的作用力(ΔH022.84kJ/mol)為主，且吸附自由能ΔG為負(fù)值，其絕對值隨溫度的升高而逐漸增大，說明吸附是自發(fā)化學(xué)過程，升高溫度可提高LDO的吸附能力。吸附熵變(ΔS)為正值，說明該吸

5、附過程是熵推動不可逆過程，解吸不易發(fā)生。在60oC和初始pH5.8時，LDO對Cd(II)的飽和吸附量為875.0mg/g。
　　LDH和LDO吸附Cd(II)和P的實(shí)驗(yàn)證明，磷酸根促進(jìn)水滑石吸附Cd(II),且一定范圍內(nèi)，水滑石對Cd(II)的吸附量隨磷濃度的增加而增大。磷的添加順序影響水滑石對Cd(II)的吸附效果，同時吸附和先吸附磷后吸附Cd(II)的效果相近，但先吸附Cd(II)后吸附磷的效果較差，說明水滑石吸附重金屬所需