论文部分内容阅读
本研究采用铁、铝改性硅藻土吸附处理水中Pb(Ⅱ)进行实验研究，以研发出一种廉价高效的吸附剂，并就研发的改性吸附剂去除水中铅的影响因素和吸附机理开展研究。研究内容及结论如下: 通过对改性前后的硅藻土进行表征观察，结果发现铁、铝改性前后的硅藻土分别呈现出红褐色和白色;比表面积分析仪测得原状硅藻土的比表面积由0.93m2/g提高到了13.23 m2/g（Al-硅藻土）、31.27 m2/g（Fe-硅藻土）;XRF分析结果也表明Al-硅藻土的Al元素含量由原状土的1.28％增至9.30％，Fe-硅藻土的Fe元素含量也由原状土的1.31％增至10.24％;红外光谱在3600-3100 cm-1处的特征峰为O-H对称或非对称的伸缩振动，1670-1600 cm处为O-H的弯曲振动。 两种改性硅藻土对Pb(Ⅱ)的吸附影响因素结果表明，去除率随吸附时间、pH值、吸附剂投加量、温度的升高而升高，随初始浓度的升高而降低。吸附热力学参数表明Al-硅藻土吸附Pb(Ⅱ)的过程为吸热反应，属于化学吸附;Fe-硅藻土吸附Pb(Ⅱ)的过程也为吸热反应，主要以物理吸附为主并伴随有化学吸附的发生。Freundlich等温线(R2=0.9599)模型能更好地描述Al-硅藻土吸附Pb(Ⅱ)的过程，说明吸附剂表面是不均匀的;而Fe-硅藻土吸附Pb(Ⅱ)较符合Langmuir等温线方程(R2=0.9596)，说明吸附过程是单分子层、均匀的吸附。通过正交试验考察改性硅藻土吸附Pb(Ⅱ)因素的影响，结果表明，铝改性硅藻土吸附Pb(Ⅱ)的影响因素显著程度次序为:投加量＞pH＞溶液初始浓度＞吸附时间，在溶液初始浓度为10 mg/L、投加量为5 g/L、pH为5.5、吸附时间为180 min的条件下，去除率可达97.39％;铁改性硅藻土吸附Pb(Ⅱ)的影响因素从主到次的显著程度顺序为:溶液初始浓度＞pH＞投加量＞吸附时间，在溶液初始浓度为10 mg/L、投加量为5 g/L、pH为5.5、吸附时间为180 min的条件下，去除率可达94.93％。 分析对比改性硅藻土吸附Pb(Ⅱ)前后的红外光谱和XRD图谱，结果表明吸附前后改性硅藻土的结构均没有发生大的变化，羟基参与了吸附反应。对吸附Pb(Ⅱ)机理的初步研究表明两种改性硅藻土吸附Pb(Ⅱ)的过程均表现为离子交换吸附、表面络合吸附和物理吸附。