【摘 要】
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随着工业化进程的加快,大量含有有毒重金属元素的工业废水进入到环境中,这些重金属在水体中积累到一定程度就会对水体造成严重的危害,并且能通过居民用水、食用水生动物等途径影响到人类的身体健康。因此,如何有效处理重金属污染水体是当前亟须解决的问题。蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐类矿物,储量丰富,其作为吸附剂处理水体污染已经取得一定成果。本文通过对不同温度改性的蛇纹石的表征后选出最佳温度改性的蛇纹石,进行镉离
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随着工业化进程的加快,大量含有有毒重金属元素的工业废水进入到环境中,这些重金属在水体中积累到一定程度就会对水体造成严重的危害,并且能通过居民用水、食用水生动物等途径影响到人类的身体健康。因此,如何有效处理重金属污染水体是当前亟须解决的问题。蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐类矿物,储量丰富,其作为吸附剂处理水体污染已经取得一定成果。本文通过对不同温度改性的蛇纹石的表征后选出最佳温度改性的蛇纹石,进行镉离子的静态吸附试验和响应面优化试验,对蛇纹石吸附镉的特性及蛇纹石吸附水体中镉的最佳条件进行优化,得出以下主要结论:(1)改性温度为700℃时,蛇纹石的X射线衍射峰的位置与强度均较天然蛇纹石发生了很大的变化,蛇纹石的表面已经完全看不出片状结构,说明此时蛇纹石的晶体结构已经出现了一些变化;此时蛇纹石的O元素的含量降低,Mg、Si元素的含量升高,发生了脱羟基的变化;且此时蛇纹石的比表面积和孔体积均有较大程度的增加。上述的这些变化均说明了蛇纹石的吸附性能经过热改性后增强而且S-700表现出最好的特性,其各项指标都相对较高,故确定最佳改性温度为700℃。(2)Langmuir吸附等温模型与准二级吸附动力学模型可以更好地描述蛇纹石对镉离子的吸附过程,也就说明了蛇纹石对镉离子的吸附既是单层吸附也是化学吸附。根据吸附热力学模型对蛇纹石吸附水体中镉离子的拟合情况得出该吸附过程是自发进行的化学吸附,而且该吸附过程是吸热的。(3)根据不同影响因素下蛇纹石吸附水体中镉离子的吸附量与吸附率实验结果,确定四个影响因素的大致取值为蛇纹石的用量为2%、溶液的初始pH为6、溶液的初始浓度为50 mg·L-1以及吸附时间为24h。(4)通过对蛇纹石吸附水体中镉离子的最佳吸附条件进行优化,得出当蛇纹石的用量为1%,溶液的初始pH为5.5,溶液的初始浓度为40.83 mg·L-1,吸附时间为26.78h,蛇纹石对水体中镉离子的吸附量为3.99 mg·g-1,吸附率为95.24%。上述最佳条件经过验证实验后得到了与软件预测数据相近的结果,说明了采用响应面法优化蛇纹石吸附镉离子的条件是可行的。
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