蒙脫石-零價鐵納米復合材料修復水體重金屬污染效率及機理研究.pdf

1、本文以分散性和吸附性好，且廉價易得的蒙脫石為載體，通過硼氫化鈉化學液相還原法，制備了蒙脫石(Mt)/零價鐵(Fe0)納米復合材料(Mt/Fe0)。采用X射線衍射分析(XRD)、X射線能譜分析(EDX)、掃描電鏡(FESEM)等表征技術分析顆粒的元素分布、粒徑、結構等情況，并用制備的納米復合材料去除水中的重金屬離子Cu2+、Pb2+和Zn2+，研究納米復合材料的吸附能力，影響吸附的因素，并通過對吸附前后的材料進行X射線光電子能譜分析(XP

2、S)探討吸附機理。
　　結果表明:制備的負載型Fe0顆粒內(nèi)核為α-Fe，外殼包覆有磁鐵礦和磁赤鐵礦的鐵氧化物，抗氧化性好、有一定的鐵磁性，在蒙脫石中分散良好。用0.02gMt/Fe0分別處理20 mL初始濃度為20 mg/L的Cu2+、50 mg/L的Pb2+和20 mg/L的Zn2+，30min后吸附率分別達到93.3％，95.5％和81.8％。在溫度15-45℃范圍內(nèi)，溫度變化對吸附的影響不顯著。pH值和初始濃度對吸附影響明顯

3、，吸附率隨pH值的升高而上升，隨初始濃度的升高而下降。用Mt、Fe0納米顆粒、Mt/Fe0復合材料做對比試驗，Mt/Fe0吸附效果最好。吸附反應均符合準二級吸附動力學方程，Cu2+和 Zn2+的熱力學吸附數(shù)據(jù)擬合顯示Freundlich吸附等溫線的擬合度優(yōu)于Langmuir吸附等溫線，而Pb2+的熱力學吸附數(shù)據(jù)對兩種等溫線的擬合度差異不大。經(jīng)XPS分析后，發(fā)現(xiàn)Mt/Fe0吸附Cu2+是以還原反應和吸附作用為主，對Pb2+和Zn2+的吸附