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沸石粉对溶液中铜的吸附性能研究

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  沸石粉是广泛用来控制和修复重金属污染土壤的无机材料,为了探究沸石钝化重金属Cu2+的作用机理,笔者通过批次振荡试验研究了沸石粉吸附溶液中Cu2+的热力学和动力学过程。结果表明,等温吸附过程极显著遵循Langmuir和Freundlich方程,沸石粉中Cu2+的最大吸附容量为3.839g/kg,为优惠型吸附。吸附动力学极显著符合Lagergren准二级、Elovich和双常数方程,为快速吸附过程,吸附速率主控步骤为液膜扩散。△G0,△H0,△S0,表明沸石吸附溶液中Cu2+的过程为自发吸热熵推动反应。

  铜(Cu2+)是植物生长发育必需的微量元素之一,但是土壤铜含量过高必将对植物构成危害。随着人类活动对土壤生态影响的加剧,固体废弃物堆入、畜禽粪便施用以及污水灌溉等使得土壤中铜含量超标并不断蓄积。国家农业部的调查结果表明,中国污灌面积约为140万hm2,其中受重金属污染占64.8%。非污染土壤中铜含量平均为20~30mg/kg,受污染土壤尤其是蔬菜和果园种植土壤铜含量要高出几倍甚至几十倍,土壤中的铜经过各级食物链逐步富集,最终影响人类的生命健康。钝化技术是修复重金属污染土壤的方法之一,向土壤中施加活性物质从而降低重金属的有效性和迁移性,减小生物吸收和毒性。沸石粉是一种良好的粘土矿物类无机钝化剂,其结构多孔、比表面积大、吸附性能强、离子交换性高,且资源丰富,价格低廉,在土壤污染修复和改良中有广泛应用。但是,鲜有报道研究沸石粉作用于溶液中Cu2+的吸附过程。因此,笔者以沸石粉为吸附剂,探讨其与Cu2+之间的吸附热力学和动力学特性,以期为其在治理和修复铜污染土壤的研究与应用提供基础数据。