改性褐煤吸附酸性矿山废水中Cu2+、Zn2+的试验研究

作者：狄军贞; 李明伟^*; 王显军; 杨逾; 梁冰; 孟凡康; 周新华; 孔涛; 李增新

来源：煤炭科学技术, 2022, 50(03): 301-307.

• 褐煤
• 改性褐煤
• 酸性矿山废水
• 吸附动力学
• 吸附等温线
• SEM分析
• BET分析
• FTIR分析

针对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage, AMD)中的Cu2+、Zn2+含量高，褐煤吸附能力有限等问题，以褐煤为原材料，采用球红假单胞菌对褐煤进行改性制备微生物改性褐煤，探究褐煤和微生物改性褐煤对AMD中Cu2+、Zn2+的吸附特性和吸附稳定性。同时，利用SEM、BET和FTIR等手段，揭示褐煤、微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附机理。结果表明，与褐煤相比，微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附去除率均提高15%以上；且微生物改性褐煤对Cu2+、Zn2+的吸附饱和容量分别为22.625 mg/g和21.825 mg/g,较原褐煤分别提高了20.66%和19.92%;脱附试验表明，褐煤及改性褐煤对金属离子的吸附具有较高的稳定性。褐煤、微生物改性褐煤对Cu2+和Zn2+的吸附均符合准二级动力学模型，说明吸附过程为化学吸附，主要为离子交换作用；褐煤、微生物改性褐煤吸附Cu2+、Zn2+两种金属离子的等温线均属于Langmuir模型，吸附符合单分子层吸附过程。由SEM、BET和FTIR测试可知，褐煤经球红假单胞菌改性后表面结构遭到破坏，比表面积大幅增加，部分官能团溶解导致褐煤表面孔隙增加；同时，褐煤分子结构发生改变，含有■的烯烃及环状烃中的主链、支链断裂、褐煤中—CHO和■等含氧官能团会出现分解，从而产生较小的羟基类和醇基类等小分子有机物，—OH、—COOH等含氧官能团大量增加，吸附点位增多，提高了褐煤的吸附能力。

• 单位
  土木工程学院; 环境科学与工程学院; 辽宁工程技术大学