巯基改性坡缕石的制备、表征及其对Cd的吸附作用

作者：王冕; 赵龙^*; 侯红^*

来源：环境科学研究, 2023, 36(04): 794-804.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2023.02.11

• 坡缕石
• Cd
• 吸附
• 羟基
• 巯基

为明确巯基改性坡缕石(MPAL)作为修复材料对Cd的吸附机制以及其在修复Cd污染土壤中的应用潜力，以坡缕石(PAL)为原料，通过高速剪切凝胶法制备MPAL作为钝化剂开展吸附试验与土壤钝化试验，研究MPAL对Cd的吸附效果.通过X射线衍射(XRD)、BET孔结构分析、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对吸附前后的样品进行表征，探讨其吸附机制.结果表明：PAL和MPAL均能有效吸附水溶液中的Cd2+,MPAL吸附效果优于PAL.拟二级动力学模型更适合描述Cd2+在PAL和MPAL上吸附量的动态变化过程，MPAL约90 min达到吸附平衡，相比于PAL能更加迅速达到吸附平衡. Freundlich等温吸附模型能够更好地描述吸附数据特征，在试验条件下，MPAL的饱和吸附容量为44.41mg/g，明显高于PAL的饱和吸附容量(33.65 mg/g). MPAL在投加量为0.1%～0.3%时可使土壤DTPA提取态Cd含量降低53.45%～78.43%. XRD衍射峰分析、FTIR官能团振动模式分析以及XPS关键元素结合能分析结果显示，PAL主要通过表面羟基与Cd2+形成表面络合来吸附Cd，而MPAL还提供了大量巯基官能团作为吸附位点，通过表面的羟基和巯基与Cd2+发生络合反应形成络合沉淀.研究显示，MPAL对Cd的吸附能力更强，是一种在Cd污染农田土壤上具有良好应用潜力的高效钝化剂.

• 单位
  环境基准与风险评估国家重点实验室; 中国环境科学研究院