改性沸石及膨潤土對幾種重金屬離子吸附解吸特性的影響及其機制研究.pdf

1、本文通過室內(nèi)模擬分析的方法研究了改性沸石、改性膨潤土對4種重金屬離子吸附解吸特性的影響及其作用機制。研究結(jié)果表明： 1．離子交換改性沸石與天然沸石相比，A-Z，K-Z和Mg-Z提高了重金屬離子的吸附量，降低其解吸率，而Ca-Z和H-Z則吸附量減少，解吸率增加。原因在于幾種改性陽離子的電荷價數(shù)和水合離子半徑不同。陽離子價數(shù)越小，與重金屬離了的交換越容易，而水合離子半徑越大，與沸石晶體格架結(jié)合力越低。 2．離子交換改性膨潤土

2、與天然膨潤土相比，一價陽離子改性膨潤土對重金屬離子的吸附量高于二價陽離了，同價離子水合半徑大者高于水合半徑小者。即K-B和Mg-B提高了重金屬離子的吸附量，降低其解吸率，Ca-B和H-B則吸附量減少，解吸率增加。 3．覆膜沸石和膨潤土與天然沸石相比，胡敏酸覆膜礦物增加了重金屬離子的吸附量，氧化鐵、氧化鋁覆膜礦物在低pH范圍內(nèi)吸附量減少，當(dāng)pH大于5時吸附量則表現(xiàn)為明顯增加。 4．供試沸石和供試膨潤土相比，后者對幾種重金屬

3、離子的吸附量均高于前者，而解吸率則均低于前者。原因在于供試膨潤土的可變電荷數(shù)量明顯大于供試沸石。這不僅降低了重金屬離子的溶度積，同時膨潤土也可以通過配位體交換和表面絡(luò)合等模式專性吸附重金屬離子。 5．供試沸石和膨潤上對4種重金屬離子的選擇性吸附順序均為Pb<'2+>>Cu<'2+>>Zn<'2+>>Cd<'2+>。沸石的這種選擇順序與重金屬離子的離子半徑、有效水合離子半徑和水合熱等因素有關(guān)，而膨潤土的選擇順序則與與幾種金屬離子的

4、一級水解常數(shù)(K<,h1>)具有顯著的相關(guān)性。 6．改性沸石和天然沸石相比，均降低了土壤交換態(tài)Zn含量，增加了鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Zn含量，除HA-Z明顯提高有機結(jié)合態(tài)Zn含量外，其它改性沸石對碳酸鹽結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)和機結(jié)合態(tài)Zn含量影響差異不顯著。 7．改性膨潤土和天然膨潤土相比，Mg-B對Zn離子各個形態(tài)均無影響。其它改性膨潤十l對土壤中Zn離子不同形態(tài)的影響規(guī)律與改性沸石相似。 8．供試沸石和供試膨潤土相比，覆膜

5、改性礦物對土壤Zn離子各個形態(tài)的影響無明顯差異，而離子交換改性沸石對Zn離子的鈍化效果略優(yōu)于離子交換改性膨潤土。 9．改性沸石和改性膨潤土對于重金屬離子吸附解吸、特性的影響機制在于通過離子交換改性改變了礦物本身的CEC，比表面積，電荷屬性和結(jié)構(gòu)特性；而覆膜改性則依靠成膜物質(zhì)通過專性吸附或與其形成穩(wěn)定的絡(luò)合物來固定重金屬離子。 10．改性沸石和改性膨潤土在改變對重金屬離子吸附、解吸效果的基礎(chǔ)上，也可以影響其對氮、磷的吸附解