Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd(Ⅱ)吸附性能及其作用机理研究

作者：陈丽红; 张翔凌; 何春艳; 高静湉; 赵双杰; 薛钰; 姬筠森; 窦琰开

来源：环境科学学报, 2019, 39(12): 4004-4014.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2019.0321

• 吸附
• 麦饭石
• Zn-LDHs
• Cd(Ⅱ)
• 改性

采用水浴共沉淀法在碱性条件下制备两种Zn系层状双金属氢氧化物（Zn-LDHs）,并对天然麦饭石进行覆膜改性得到Zn-LDHs覆膜改性麦饭石.运用能谱分析仪（EDS）配合场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）检测改性前后麦饭石,及吸附试验后ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石的形貌和元素变化;采用X射线衍射仪（XRD）对天然麦饭石和ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石的结构进行表征;通过等温吸附试验、解吸附试验、吸附动力学试验、吸附热力学试验、不同pH值条件下的吸附试验和竞争离子吸附试验,探究Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd（Ⅱ）的吸附效果及其作用机理.结果表明,Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd（Ⅱ）的吸附性能显著提升,其中ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石饱和吸附容量(2500 mg·kg-1)较天然麦饭石(714.29 mg·kg-1)提高了3.5倍;吸附时间、pH值和温度条件均对吸附容量产生影响;Zn-LDHs覆膜改性麦饭石吸附过程更符合Langmuir等温模型、准二级动力学模型、Elovich模型,为均匀的单分子层化学吸附,而天然麦饭石吸附过程符合Freundlich等温模型和准一级动力学模型,吸附类型为非均匀多分子层物理吸附;Zn-LDHs覆膜改性麦饭石热力学参数ΔGθ<0,ΔHθ<0,ΔSθ>0,说明Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd（Ⅱ）的吸附是自发放热过程,天然麦饭石吸附则为自发的吸热过程.研究结果可为ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石有效应用于生态工程除Cd（Ⅱ）提供理论依据和技术参考.

• 单位
  土木工程与建筑学院; 武汉理工大学