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关键词：
Mg/Al双金属氧化物,砷酸根,等温吸附,动力学
发表时间：
2013-02-19 10:49:15
Mg /Al 双金属氧化物对As(V) 吸附性能的研究
罗京良 | -> | 568| 0| 0.504462MB |Mg/Al双金属氧化物,砷酸根,等温吸附,动力学
摘要:研究了以镁铝水滑石为原料制备的Mg /Al 双金属氧化物对溶液中As( V) 的吸附作用及其影响因素． 结果表明: Mg /Al 双金属氧化物对As( V) 具有较强的吸附能力，吸附规律符合Langmuir 等温吸附方程，根据计算所得的理论最大吸附量为51． 02 mg·g － 1 ，与实验得出的最大吸附量50． 53 mg·g － 1 基本一致; 运用3 种动力学方程对实验数据进行拟合，发现其吸附过程用准二级动力学方程表示时相关性最好; 溶液的pH 值显著影响吸附剂对As( V) 的吸附，在pH = 2 时As( V) 去除率最大; X 射线衍射与扫描电镜结果显示，水滑石经过焙烧后丧失了原有的结构形成Mg /Al 双金属氧化物，并在吸附砷酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构，吸附机制主要为从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构以及镁铝氧化物的共沉淀作用．
砷是一种具有较强生物毒性的元素，在自然界中丰度排第20 位． 由于人类活动如采矿、冶炼、化工生产及农药化肥的施用等，砷通过各种途径进入土壤、水体和大气中( Kim et al． ，2002) ． 砷的价态( － 3、0、+ 3 和+ 5 ) 取决于周围环境( Smedleyetal． ，2002) ． 一般而言，自然界中的砷多以+ 5 价态存在． 治理砷污染的方法众多，主要的技术有氧化沉淀、絮凝/协同沉淀、离子交换与吸附、膜技术及生物技术等( Henke，2009) ，而吸附法较之其他方法成本低廉且操作简单，因此受到重视．
近年来，水滑石作为一种具有选择性能的吸附剂在去除水体中阴离子型污染物方面备受关注( Newman and Jones，1998; Orthman et al． ，2003) ． 通式为: ［M(Ⅱ)1 － x M( Ⅲ)x( OH)2
］x + ( An － )x/n·mH2 O( Cavani et al． ，1991) ． 其中，M( Ⅱ) 和M( Ⅲ) 分别为二价和三价金属阳离子，形成带有正电荷的层板; An － 为层间可交换阴离子，以维持电荷平衡，这部分阴离子可与环境中其他阴离子进行交换． 经高温热分解后的水滑石即为双金属氧化物，其结构均匀、粒径小、比表面积大，对各类阴离子具有很强的吸附能力． 双金属氧化物通过吸附溶液中的阴离子来恢复原有结构，并以此去除水体中有毒阴离子( Yang et al． ， 2005; Grover et al． ， 2009; Zhu
et al． ，2010) ． 鉴于As( V) 在溶液中以阴离子形式存在，同时考虑双金属氧化物的吸附特点，本文以镁铝水滑石为前体( 此后简称为Mg /Al-LDHs) ，在500 ℃下焙烧制备成Mg /Al 双金属氧化物( 此后简称为Mg /Al-LDO) ，研究其作为吸附剂对水体中As( V) 的去除效果及其影响因素，为降低环境中As( V) 的活性等提供依据．
近年来，水滑石作为一种具有选择性能的吸附剂在去除水体中阴离子型污染物方面备受关注( Newman and Jones，1998; Orthman et al． ，2003) ． 通式为: ［M(Ⅱ)1 － x M( Ⅲ)x( OH)2
］x + ( An － )x/n·mH2 O( Cavani et al． ，1991) ． 其中，M( Ⅱ) 和M( Ⅲ) 分别为二价和三价金属阳离子，形成带有正电荷的层板; An － 为层间可交换阴离子，以维持电荷平衡，这部分阴离子可与环境中其他阴离子进行交换． 经高温热分解后的水滑石即为双金属氧化物，其结构均匀、粒径小、比表面积大，对各类阴离子具有很强的吸附能力． 双金属氧化物通过吸附溶液中的阴离子来恢复原有结构，并以此去除水体中有毒阴离子( Yang et al． ， 2005; Grover et al． ， 2009; Zhu
et al． ，2010) ． 鉴于As( V) 在溶液中以阴离子形式存在，同时考虑双金属氧化物的吸附特点，本文以镁铝水滑石为前体( 此后简称为Mg /Al-LDHs) ，在500 ℃下焙烧制备成Mg /Al 双金属氧化物( 此后简称为Mg /Al-LDO) ，研究其作为吸附剂对水体中As( V) 的去除效果及其影响因素，为降低环境中As( V) 的活性等提供依据．
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