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本研究以蛭石和沸石为材料,采用恒温振荡平衡法,研究天然蛭石和天然沸石以及改性蛭石和改性沸石对Cu<2+>、Zn<2+>的吸附性能。主要研究结果如下:
天然沸石和天然蛭石具有较强吸附Cu<2+>和Zn<2+>的能力,吸附速度较快。在本试验条件下,这两种矿物对Cu<2+>,Zn<2+>的吸附量在反应40min时就已经达到基本平衡。
溶液的pH是影响这几种矿物吸附Cu<2+>,Zn<2+>能力的主要因素。当pH较低时天然矿物和改性矿物对Cu<2+>,Zn<2+>的吸附能力较低。提高体系的pH,有利于增强其吸附性能。
随着溶液中Cu<2+>、Zn<2+>浓度增高,Na-沸石、K-沸石、NH<,4>-沸石、沸石和天然沸石、Na-蛭石、K-蛭石、NH<,4>-蛭石、蛭石和天然蛭石对Cu<2+>、Zn<2+>的吸附量也增高。
通过等温吸附曲线的计算得出,Na-沸石、K-沸石、NH<,4>-沸石、沸石和天然沸石、Na-蛭石、K-蛭石、NH<,4>-蛭石、蛭石和天然蛭石对Cu<2+>、Zn<2+>的等温吸附曲线均能满足Langmuir、Freundlich吸附等温式。
通过K<,f>值得出蛭石和Na-蛭石对Cu<2+>(3113和3161)、Zn<2+>(2965和2743)的吸附强度相对较大。K-沸石和沸石吸附Cu<2+>的K<,f>值分别为974和1433;K-沸石和沸石吸附Zn<2+>的K<,f>值分别为1048和1058,这两种矿物对Cu<2+>、Zn<2+>的吸附强度相对较小。Na-沸石对Cu<2+>、Zn<2+>的K<,f>值分别为1791、1632;NH<,4>-沸石对Cu<2+>、Zn<2+>的K<,f>值分别为1826、1935。Na<+>、NH<,4><+>增强了沸石的吸附强度。K<+>离子对沸石吸附Zn<2+>的吸附强度影响较小,但是减小了沸石对Cu<2+>的吸附强度。Na<+>对蛭石吸附强度的影响较小。K<+>、NH<,4><+>降低了蛭石的吸附强度。通过计算B值得出经过去离子水处理的沸石和蛭石其饱和吸附量要大于天然的沸石和蛭石。Na-沸石与Na-蛭石对Zn<2+>、Cu<2+>的吸附容量均较大。其中Na-沸石对Zn<2+>、Cu<2+>的吸附容量分别为15276.4、14286.4mg kg<-1>。Na-蛭石对Zn<2+>、Cu<2+>的吸附容量分别为15276.4、16667.5mg kg<-1>。K<+>、NH<,4><+>对沸石和蛭石吸附Zn<2+>的吸附容量影响较小。NH<,4><+>、K<+>减少了蛭石对Cu<2+>的吸附容量,其B值分别为6910.8 mg kg<-1>和7616.4 mg kg<-1>。K<+>减少了沸石对Cu<2+>的吸附容量,而NH<,4><+>对沸石吸附Cu<2+>的吸附容量影响较小。因此Na<+>改性蛭石和沸石是一种比较好的吸附剂。