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摘要
煤矿周围含有大量的煤胶体，其比表面积大，对污染物质的吸附能力更强。煤胶体进入土壤后，可能对环境中的重金属迁移有促进作用，目前，相关文献较少。因此，研究煤胶体对重金属污染物的吸附特征，可以为预测重金属在煤矿区周围土壤中的归趋提供理论依据。采集辽宁省阜新市长焰煤，提取不同粒级的煤胶体（0-2、2-5、5-10μm），并研究其对重金属污染物铜与镉的吸附动力学和热力学行为。结果表明：煤胶体粒径越大，其比表面积越小，有机质含量越少。准二级动力学方程能更好的描述各粒级煤胶体对铜与镉的吸附动力学过程（r2>0.99），表明煤胶体对铜与镉的吸附以化学吸附为主。铜镉在0-2、2-5、5-10μm粒级煤胶体上的吸附速率常数分别为：0.081 8、0.079 6、0.053 6，镉的分别为0.071 7、0.063 1、0.033 6，表明煤胶体粒径越大，对铜与镉的吸附速率越小，且煤胶体对铜的吸附速率大于镉，铜达到吸附平衡的时间更短。铜在0-2、2-5、5-10μm粒级煤胶体上的平衡吸附量分别为：19.3、18.4、14.3 mg·g-1，镉的分别为25.5、20.6、17.5 mg·g-1，表明煤胶体粒径越大，对铜与镉的平衡吸附量越小，且煤胶体对镉的平衡吸附量大于对铜的平衡吸附量。Freundlich吸附等温模型能更好的描述各粒级煤胶体对铜与镉的等温吸附过程，温度对吸附过程有显著影响，温度越高，煤胶体对铜与镉的吸附能力越强。此外，各粒级煤胶体对铜和镉的吸附热力学参数ΔG00、ΔS>0，表明煤胶体对铜和镉的吸附是可自发的、熵增的吸热反应，为化学吸附，煤胶体粒径的减小也提高对铜与镉的吸附能力。
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单位辽宁工程技术大学; 环境科学与工程学院
