改性沸石对铬酸根的吸附机制

随着现代环境污染愈演愈烈,目前铬污染逐渐大量出现于电镀、冶金、化工、火柴、制药、照相等工业生产领域,这些含铬化合物由于大量使用导致许多城市地表水与浅层地下水均受到了严重污染,其对人体、动物、植物等影响较大,且不容易通过吸附反应中从水体中去除。

作为一种天然矿物,沸石主要成分是呈架状结构与多孔性的含水硅铝酸盐晶体,其骨架是由硅氧四面体与铝氧四面体通过处于顶点的氧原子互相联结而成的,这样的联结模式能够形成首尾连接的四元环、五元环等,而这些多种多元环能够形成一维的链状结构、二维的片状结构和三维的立体结构。根据多年研究经验表明,有机改性沸石能够对铬酸根有着较高的吸附容量,也就是说有着较强的吸附能力,其可以为新型水处理剂开发提供足够的经验参考。

将天然沸石干燥磨细之后,放置于广口瓶中,沸石的阳离子交换量能够达到标准。利用称量容器将沸石样品放置于塑料瓶中,然后加入一定浓度的Na2CrO4溶液25ml,然后加入铬酸根,在溶液混合之后振荡弃掉清液,再用去离子水洗涤塑料瓶中的沸石两次。再生后按照上述步骤进行第二次吸附试验,来测定铬酸根的吸附量。沸石对不同用量改性剂的吸附量见下表1,其表明随着改性剂的加入,能够在增加中逐渐减少吸附率,其对改性剂有着较高的吸附容量。

不同用量改性剂制备的改性沸石对铬酸根的吸附等温线如图所示。

总之,铬酸根在改性沸石表面存在静电吸附机制,因为通过静电引力吸附的离子易受离子强度的影响。1)随着离子强度增加,铬酸根的吸附量减小,其去除率也显著降低。改性沸石对铬酸根的吸附量随改性时CTAB用量的增加而增大;2)改性沸石对铬酸根的吸附量随着介质离子强度的增加而减小,进一步验证了改性沸石对铬酸根的吸附机制以静电吸附为主;(3)选择合适的改性剂,用量制备的改性沸石吸附铬酸根后可以再生和循环使用。




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