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《中国地质大学(北京)》 2007年
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造粒赤泥吸附剂对重金属离子的吸附作用研究

王艳秋  
【摘要】: 随着社会和工业的发展,重金属污染给人类和环境造成的危害日趋严重。出路何在,已成为人们研究的热点问题。 本文主要研究了造粒赤泥吸附水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、As(V)离子四种离子的影响因素,用Langmuir和Freundlich吸附等温式对吸附方程进行了拟合,对吸附动力学和吸附热力学进行了分析。在此基础上,探讨了造粒赤泥吸附四种重金属离子的机理。 pH值、初始浓度、吸附剂粒径、吸附反应时间和投加量都会对造粒赤泥吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、As(V)离子产生影响;Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的较高去除率出现在高pH值,As(V)离子则相反;四种离子的优化吸附条件是粒径为3mm,吸附剂投加量为4g/L,吸附平衡时间分别为3h、5h、8h、12h。在不同的pH值和温度条件下,L型和F型吸附等温线对造粒赤泥吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、As(V)离子的拟合效果均较好;F型吸附等温线的拟合结果表面,1 n值介于0.1~0.5之间,有利于吸附的进行。 通过对造粒赤泥吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、As(V)离子的吸附的热力学参数拟合,可以得出赤泥吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)后与吸附前的自由能的变化值△G0均为负值,而As(V)△G0为正值。由此可知,赤泥对Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附过程是自发进行的吸热反应,而对As(V)离子的吸附过程是非自发进行的吸热反应。 准二级速率方程和比一级速率方程和Elovich方程更能准确地描述吸附过程。吸附反应分为快反应和慢反应两个阶段,初始浓度越高,越容易达到吸附平衡。准二级速率方程拟合所得的Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、As(V)离子的平衡吸附量分别为30.27、48.86、36.062、4.414mg/g。造粒赤泥对As(V)离子的吸附慢反应的持续时间较长。 造粒赤泥的表征结果表明了,造粒赤泥对四种离子的吸附能力的大小顺序为Pb~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+) As(V),吸附属于表面络合作用。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ028.15

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