赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究

池姝妍, 王博涵, 黄丹丹, 赵冰. 赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(1): 86-91. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.01.008
引用本文: 池姝妍, 王博涵, 黄丹丹, 赵冰. 赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(1): 86-91. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.01.008
CHI Shuyan, WANG Bohan, HUANG Dandan, ZHAO Bing. Heavy Metal Adsorption Mechanism of Red Mud-based Adsorbent in Acidic Wastewater[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(1): 86-91. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.01.008
Citation: CHI Shuyan, WANG Bohan, HUANG Dandan, ZHAO Bing. Heavy Metal Adsorption Mechanism of Red Mud-based Adsorbent in Acidic Wastewater[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(1): 86-91. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.01.008

赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(52004056);东北大学大学生创新训练计划项目(211128)
详细信息
    作者简介: 池姝妍(2001—),女,辽宁丹东人,本科在读,主要从事固体废弃物资源化利用研究,Email:chishuyan522@163.com
    通讯作者: 赵冰(1990—),女,博士,讲师,主要从事复杂难选矿产资源的高效开发与利用、固体废弃物资源化利用、水污染处理与处置等研究,Email:zhaob@mail.neu.edu.cn
  • 中图分类号: X52;TD98

Heavy Metal Adsorption Mechanism of Red Mud-based Adsorbent in Acidic Wastewater

More Information
  • 利用赤泥基吸附剂对废水中重金属离子开展吸附特性研究,以酸性废水中Cu2+、Zn2+为研究对象,借助吸附动力学模型、吸附等温线、FTIR、XRD等手段探究了赤泥基吸附剂的吸附机理。结果表明:赤泥基吸附剂对重金属离子Cu2+、Zn2+的吸附过程属于单分子层吸附,Langmuir吸附等温线拟合得出吸附剂对Cu2+、Zn2+的最大吸附量分别为33.12 mg/g、129.88 mg/g,符合准二级动力学模型。赤泥基吸附剂中Si-O-Si键与Cu2+、Zn2+发生相互作用,吸附过程为化学吸附。该研究为铝工业固废赤泥的回收利用提供了新途径。

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  • 图 1  赤泥与赤泥基吸附剂的XRD图谱

    Figure 1. 

    图 2  赤泥基吸附剂对Cu2+和Zn2+的吸附动力学曲线:(a) Cu2+;(b) Zn2+

    Figure 2. 

    图 3  赤泥基吸附剂对Cu2+和Zn2+的吸附等温线线:(a) Cu2+;(b) Zn2+

    Figure 3. 

    图 4  赤泥基吸附剂吸附前后Zeta电位变化

    Figure 4. 

    图 5  赤泥基吸附剂吸附前后红外光谱图

    Figure 5. 

    图 6  赤泥基吸附剂吸附前后XRD图谱

    Figure 6. 

    表 1  赤泥及赤泥基吸附剂化学成分分析

    Table 1.  The chemical composition of Red mud and red mud based magnetic adsorbent /%

    试样TFeAl2O3SiO2TiO2NaCaOMgO
    赤泥38.3316.627.236.032.731.280.24
    赤泥基吸附剂45.5316.226.035.682.181.330.24
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    表 2  赤泥基吸附剂的动力学模型拟合参数

    Table 2.  Kinetic model fitting parameters of red mud-based magnetic adsorbents

    重金属离子准一级动力学准二级动力学
    Qek1R2Qek2R2
    Cu2+19.660.090.97730.280.030.980
    Zn2+17.210.090.97826.500.030.981
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    表 3  赤泥基吸附剂的等温模型拟合参数

    Table 3.  Isothermal model fitting parameters of red mud-based adsorbents

    重金属离子Freundlich参数Langmuir参数
    KFnR2Qm/(mg·g−1)KLR2
    Cu2+4.55±0.860.36±0.040.94933.12±0.750.027±0.000.993
    Zn2+1.12±0.300.81±0.070.982129.88±34.590.01±0.000.987
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出版历程
收稿日期:  2022-03-05
刊出日期:  2023-02-15

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