磁性羟基磷灰石/生物炭复合材料的制备及对Pb2+的吸附性能

作者：张连科^*; 王洋; 王维大; 李玉梅; 孙鹏; 韩剑宏; 姜庆宏

来源：环境科学学报, 2018, 38(11): 4360-4370.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2018.0229

• 生物炭
• 羟基磷灰石
• γ-Fe2O3
• 铅离子
• 吸附

制备了一种磁性羟基磷灰石/生物炭复合材料(HAP/γ-Fe2O3/BC)并对其吸附Pb2+的动力学及热力学特性和固液分离回收性能进行了研究.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对复合前后的材料进行微观结构表征与分析,利用振动样品磁强计(VSM)研究样品的磁化性能.通过参数计算获得吸附方程与热力学性质.结果表明:羟基磷灰石和γ-Fe2O3微粒均负载到生物炭上.相对于BC,复合后的HAP/γ-Fe2O3/BC对Pb2+的吸附性能明显提高,并具有良好的磁分离能力.pH值对Pb2+的吸附影响较大,最佳pH值为4.0～5.0.当吸附剂投加量为1 g·L-1、pH值为5、Pb2+的初始浓度为100 mg·L-1时,HAP/γ-Fe2O3/BC对Pb2+的去除率达到99%.吸附等温方程和动力学方程的拟合结果分别符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型,热力学参数△G<0、△H>0,是自发吸热的单分子层化学吸附过程.吸附机制主要包括溶解-沉淀作用、离子交换及复合材料表面含氧官能团的络合作用.HAP/γ-Fe2O3/BC复合材料在外加磁场的作用下具有良好的分离回收和循环利用性能,是一种潜在的Pb2+高效吸附材料.

• 单位
  西安建筑科技大学; 内蒙古科技大学