改性沸石及膨潤(rùn)土對(duì)幾種重金屬離子吸附解吸特性的影響及其機(jī)制研究.pdf

1、本文通過(guò)室內(nèi)模擬分析的方法研究了改性沸石、改性膨潤(rùn)土對(duì)4種重金屬離子吸附解吸特性的影響及其作用機(jī)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(yáng)離子的電荷價(jià)數(shù)和水合離子半徑不同。陽(yáng)離子價(jià)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(rùn)土

2、與天然膨潤(rùn)土相比，一價(jià)陽(yáng)離子改性膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子的吸附量高于二價(jià)陽(yáng)離了，同價(jià)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(rùn)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(shí)吸附量則表現(xiàn)為明顯增加。 4．供試沸石和供試膨潤(rùn)土相比，后者對(duì)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(rùn)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(shí)膨潤(rùn)土也可以通過(guò)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(rùn)上對(duì)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(rùn)土的選擇順序則與與幾種金屬離子的

4、一級(jí)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(jī)結(jié)合態(tài)Zn含量外，其它改性沸石對(duì)碳酸鹽結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)和機(jī)結(jié)合態(tài)Zn含量影響差異不顯著。 7．改性膨潤(rùn)土和天然膨潤(rùn)土相比，Mg-B對(duì)Zn離子各個(gè)形態(tài)均無(wú)影響。其它改性膨潤(rùn)十l對(duì)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(rùn)土相比，覆膜

5、改性礦物對(duì)土壤Zn離子各個(gè)形態(tài)的影響無(wú)明顯差異，而離子交換改性沸石對(duì)Zn離子的鈍化效果略優(yōu)于離子交換改性膨潤(rùn)土。 9．改性沸石和改性膨潤(rùn)土對(duì)于重金屬離子吸附解吸、特性的影響機(jī)制在于通過(guò)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(guò)專性吸附或與其形成穩(wěn)定的絡(luò)合物來(lái)固定重金屬離子。 10．改性沸石和改性膨潤(rùn)土在改變對(duì)重金屬離子吸附、解吸效果的基礎(chǔ)上，也可以影響其對(duì)氮、磷的吸附解