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盐饱和沸石对Cd~(2+)的吸附特性研究

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  通过间歇震荡平衡法研究了天然沸石及3种盐饱和沸石对Cd2+离子的吸附特性。研究结果表明:随着Cd2+浓度的增加,天然沸石和盐饱和沸石对Cd2+吸附量随之升高;沸石、盐饱和沸石吸附Cd2+离子的等温曲线与Langmuir方程、Freundlich方程、Temkin方程相符合,3种方程中以Freundlich方程的吻合度最好,相关系数变化范围在0.991~0.999之间。沸石及盐饱和沸石对Cd2+吸附量大小顺序为NH4-Z(铵饱和沸石)K-Z(钾饱和沸石)Mg-Z(镁饱和沸石)Z(天然沸石)。该规律与盐饱和阳离子水合半径、离子价数密切相关。与天然沸石相比,镁饱和沸石对Cd2+吸附率增加幅度在5.31%~15.85%之间,钾饱和沸石对Cd2+吸附率增幅范围在41.88%~71.16%之间,铵饱和沸石对Cd2+吸附率增加幅度达到了53.98%~115.61%。盐饱和沸石显著提高了Cd2+的吸附,因此盐饱和沸石在环境保护领域,特别是土壤污染的治理方面具有广阔的应用前景。

  天然斜发沸石是一种架状结构含水的铝硅酸盐矿物。其晶格结构主要由Si、O、Al3种元素构成的四面体组成,硅(铝)氧四面体可以形成三维空间架状构造[1,2]。其中,由于Al3+代替Si4+使四面体出现负电荷过剩,被K+、Na+、Ca2+和Mg2+等碱金属或碱土金属离子平衡。此外,天然斜发沸石内部空间还具有较多的孔隙和通道,导致其比表面积,特别是内表面积很大。上述性质决定了沸石具有优良的吸附性能和离子交换性能。由于沸石具有阳离子交换量高、比表面积大等特性,沸石在土壤改良方面不仅可以提高土壤养分的利用率;而且在污染土壤中施用沸石还可以有效的固定土壤中重金属元素,防止其进入植株体内,因此沸石已经广泛应用于环境保护领域和农业生产实践。本文在前人工作的基础上,以盐饱和沸石为研究对象,采用间歇震荡平衡法对盐饱和沸石吸附重金属Cd2+离子特性进行研究,这不仅对沸石吸附重金属离子的基础理论有所填充,而且对于合理利用沸石资源,开发研制以沸石为主要原料的土壤重金属原位修复剂也具有一定的现实指导意义。