羟基铁柱撑蒙脱石同时吸附水溶液中Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的研究

为同时去除水溶液中的Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ),采用羟基铁柱撑改性获得改性蒙脱石,并深入研究了其吸附性能和吸附机理.同时,采用BET比表面积、SEM、XRD和XPS等手段分析了改性前后蒙脱石的结构特征;采用批实验分别研究了改性蒙脱石对水体中Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附动力学和热力学特征,并探讨了Cd(Ⅱ)-As(Ⅴ)复合体系中镉、砷相互作用对改性蒙脱石等温吸附镉、砷的影响.结果表明,改性蒙脱石的比表面积较改性前增加了28.2％,XPS测试结果表明改性蒙脱石成功引入羟基铁.改性蒙脱石单一吸附Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的最优初始pH分别为6.5和5.5,且25℃时分别在10 h和5h内达到吸附平衡,吸附过程均符合准二级动力学方程;Langmuir等温吸附模型能更好地描述改性蒙脱石对Cd(Ⅱ)的吸附,最大吸附量为21.36 mg·g-1,该吸附过程是离子交换和化学络合共同作用的结果;Freundlich等温吸附模型能更好地解释改性蒙脱石对As(Ⅴ)的吸附,最大吸附量为11.45 mg·g-1,该吸附过程是化学络合作用的结果(改性剂投加量均为2 g·L-1).在Cd(Ⅱ)-As(Ⅴ)复合体系中,镉、砷之间存在相互作用,pH为5.5时,吸附量高于改性蒙脱石对单一Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附量,分别增加了14.4％和23.7％,表明合成的羟基铁柱撑蒙脱石对镉、砷复合污染农田具有同时去除Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的修复潜力.