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关键词：
海泡石,酸处理,热处理,性能,重金属,吸附
发表时间：
2012-08-23 09:31:04
酸和热处理对海泡石结构及吸附Pb_2_Cd_2_性能的影响
王秀娟 | -> | 1082| 0| 1.248361MB |海泡石,酸处理,热处理,性能,重金属,吸附
摘要:通过X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱及比表面积分析等研究了酸和热处理对天然海泡石结构的影响，并考察不同处理后的海泡石样品吸附重金属Pb2 + 、Cd2 + 性能. 结果表明，海泡石比表面积均随盐酸浓度、处理时间的增加而略有增大，而结构无明显变化，0. 5 mol·L － 1 HCl 处理时，天然海泡石中的CaCO3未能被完全去除，6. 0 mol·L － 1 HCl 处理72 h 时，海泡石比表面积达到最大301. 47 m2·g － 1 . 盐酸热处理并不能提高海泡石的比表面积，也不会使海泡石结构产生明显变化. 不同类型酸处理对海泡石比表面积提高顺序依次为:HCl > HNO3 > H2 SO4;海泡石经焙烧后比表面积迅速下降，由100℃ 的21. 44 m2·g － 1下降到900℃ 的0. 17 m2·g － 1 . 重金属吸附实验表明，盐酸处理浓度和时间对海泡石吸附Pb2 + 、Cd2 + 离子性能无明显影响;不同酸处理对海泡石吸附Pb2 + 、Cd2 + 离子性能存在一定影响，H2 SO4处理后海泡石对Pb2 + 、Cd2 + 离子吸附量明显高于HCl 和HNO3处理. 海泡石焙烧处理后对Pb2 + 离子吸附量无明显影响，但对Cd2 + 离子吸附量在焙烧700℃ 以上时增加明显.
海泡石是链式层状结构的纤维状富镁硅酸盐黏土矿物，是由二层硅氧四面体片之间夹一层金属阳离子八面体组成，为2∶ 1 型，其化学式为Mg8(H2O)4［Si6O15］2( OH)4 ·8H2O，其中SiO2
含量一般在54% ～ 60% 之间，MgO 含量多在21% ～ 25% 范围内，并常有少数置换的阳离子［1］. 虽然我国是世界上少数几个富产海泡石的国家之一，但开发利用却十分落后［2］，目前仍以出口原料为主. 由于海泡石比表面积仅次于活性炭，其价格仅为其十几分之一，十分低廉. 因此，加强对海泡石的开发利用研究有着极其重要的意义. 海泡石具有强吸附能力，并可通过加热或酸处理来改变. 在一定温度范围内( 100 ～300℃) 焙烧海泡石，将除去其孔道中的水分子而不破坏结构格架，从而形成一个内表面积很大的空穴，可吸附并储存大量的离子;而在酸处理后，海泡石的表面结构发生变化，半径< 1 nm 的孔洞数量减少，而半径为1 ～ 5 nm 的孔洞百分比增加，酸处理加大了晶体内部通道的横截面，使被吸附物质分子更容易进入［3，4］. 目前，国内外有关海泡石的研究主要集中在对水体重金属、表面活性剂等吸附性能研究方面［5 ～ 11］，但有关酸和热处理对海泡石结构性能的影响国内研究较少［12，13］. 本实验通过对天然海泡石在
不同条件下的酸处理和热处理，研究了其比表面积、X 射线衍射和红外光谱的变化情况;同时通过重金属吸附实验，获得酸处理和热处理后海泡石对重金属Pb2 + 和Cd2 + 的吸附性能变化，以期为海泡石在土壤重金属污染原位钝化修复中的应用提供重要的理论依据.
含量一般在54% ～ 60% 之间，MgO 含量多在21% ～ 25% 范围内，并常有少数置换的阳离子［1］. 虽然我国是世界上少数几个富产海泡石的国家之一，但开发利用却十分落后［2］，目前仍以出口原料为主. 由于海泡石比表面积仅次于活性炭，其价格仅为其十几分之一，十分低廉. 因此，加强对海泡石的开发利用研究有着极其重要的意义. 海泡石具有强吸附能力，并可通过加热或酸处理来改变. 在一定温度范围内( 100 ～300℃) 焙烧海泡石，将除去其孔道中的水分子而不破坏结构格架，从而形成一个内表面积很大的空穴，可吸附并储存大量的离子;而在酸处理后，海泡石的表面结构发生变化，半径< 1 nm 的孔洞数量减少，而半径为1 ～ 5 nm 的孔洞百分比增加，酸处理加大了晶体内部通道的横截面，使被吸附物质分子更容易进入［3，4］. 目前，国内外有关海泡石的研究主要集中在对水体重金属、表面活性剂等吸附性能研究方面［5 ～ 11］，但有关酸和热处理对海泡石结构性能的影响国内研究较少［12，13］. 本实验通过对天然海泡石在
不同条件下的酸处理和热处理，研究了其比表面积、X 射线衍射和红外光谱的变化情况;同时通过重金属吸附实验，获得酸处理和热处理后海泡石对重金属Pb2 + 和Cd2 + 的吸附性能变化，以期为海泡石在土壤重金属污染原位钝化修复中的应用提供重要的理论依据.
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