【摘 要】
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重金属具有毒性大、难降解且易在人体内富集等特点,即使低浓度的重金属也会对人类健康产生威胁。重金属的污染来源和分布都极为相似,在实际环境中通常是多种重金属同时存在,它们之间的交互作用相比单一重金属更具复杂性和危害性。有关重金属复合污染的研究在许多方面还有待深入和完善。本文通过操作简单的液相还原法制备了一种高分散性、高活性的改性凹凸棒负载纳米零价铁材料（MATP/nZVI）,探究了MATP/nZVI对
【基金项目】
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广东省重点研发计划项目（No.2019B110207001）；
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重金属具有毒性大、难降解且易在人体内富集等特点,即使低浓度的重金属也会对人类健康产生威胁。重金属的污染来源和分布都极为相似,在实际环境中通常是多种重金属同时存在,它们之间的交互作用相比单一重金属更具复杂性和危害性。有关重金属复合污染的研究在许多方面还有待深入和完善。本文通过操作简单的液相还原法制备了一种高分散性、高活性的改性凹凸棒负载纳米零价铁材料（MATP/nZVI）,探究了MATP/nZVI对典型重金属Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的单一吸附效果及机理,并进一步研究了Cd（Ⅱ）-Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）-Cr（Ⅵ）共存条件下的交互作用,明确其同步吸附过程的机理。本研究工作对于能与纳米零价铁发生反应的重金属单一及复合污染的环境提供可行的修复策略。以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）为改性剂,凹凸棒（ATP）为载体及吸附剂,纳米零价铁（nZVI）为主体吸附剂,采用超声方法制备了改性凹凸棒负载纳米零价铁（MATP/nZVI）。超声波冲击打散凹凸棒聚集体,SDS附着在棒晶束上,电负性增强,静电排斥有利于维持凹凸棒稳定状态;经液相还原后的nZVI均匀分布在改性凹凸棒（MATP）的表面,得到分散性良好的MATP/nZVI,其比表面积为124.6 m~2/g。MATP表面的羟基活性基团得到保留,nZVI中活性高的内核Fe~0占比大,材料被氧化程度小,因而MATP/nZVI具有较高的分散性和活性。首先,探究了MATP/nZVI对单一Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的吸附效果及机理。当吸附剂浓度为0.33 g/L时,MATP/nZVI对Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的平衡吸附容量分别是156.8、273.4和61.37 mg/g,具有较好的吸附效果。MATP/nZVI吸附Cd（Ⅱ）的机理包括吸附和共沉淀,产物有Cd（OH）2和Cd-Fe氢氧化物;吸附Pb（Ⅱ）的机理包括吸附、还原和沉淀,产物有Pb~0和Pb（OH）2;吸附Cr（Ⅵ）的机理包括吸附、还原和共沉淀,产物有Cr（OH）3和Cr-Fe氢氧化物。进一步探究了MATP/nZVI对Cd（Ⅱ）-Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）-Cr（Ⅵ）共存体系的吸附效果及机理。（1）Cd（Ⅱ）-Pb（Ⅱ）共存时为竞争关系,且MATP/nZVI材料优先吸附Pb（Ⅱ）,其吸附量和吸附速率受抑制程度小,而Cd（Ⅱ）的吸附量和吸附速率有较大程度的降低,但Cd（Ⅱ）低浓度时仍能保证一定的吸附效果。（2）Cd（Ⅱ）-Cr（Ⅵ）共存体系中,Cr（Ⅵ）对Cd（Ⅱ）的吸附具有促进作用,而Cd（Ⅱ）对Cr（Ⅵ）的吸附具有抑制作用,但两种作用程度均不大,因此两者共存时可以同时去除。
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