【摘 要】
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土壤中积聚着大量的潜在有毒金属(PTMs),对人类健康构成威胁,并被认为是有些区域发展和扩张的障碍。这就要求有简单的、适用多种不同地点的现场修复机制。本文采用纳米碳球包
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土壤中积聚着大量的潜在有毒金属(PTMs),对人类健康构成威胁,并被认为是有些区域发展和扩张的障碍。这就要求有简单的、适用多种不同地点的现场修复机制。本文采用纳米碳球包覆球形磁陶粒,采用聚乙二醇(PEG)对其进行功能化,制备了磁性纳米复合材料。一种名为MCCSPG的合成磁性复合材料,用于从受污染的土壤中去Pb(II)和Cr(VI)。各种分析技术,包括SEM、EDX、XPS、BET、XRD和FTIR,对物理化学特性进行了研究。MCCSPG已显示中孔和微孔表面含有Si、Ca、Na、K、Al、Fe和Mg等元素,每次热液处理时碳和氧百分比都有显著增长。化学结构和相互作用分析揭示了大量的羟基和碳基功能组,这些功能组在XPS光谱中通过O1和C1的结合能量峰值得到认可。进行了批量实验,探讨MCCSPG的吸附特性。观察到Pb(II)98.60%和Cr(VI)98.55%的最大去除效率,在MCCSPG两小时接触时间下达到平衡状态。MCCSPG对Pb(II)和Cr(VI)的最大吸附量分别为10.18 mg/g和10.04 mg/g。吸附等温线模型显示单层吸附符合Langmuir方程,土壤对Pb(II)和Cr(VI)的吸附动力学模型显示物理化学吸附符合拟二阶方程。在pH、Pb(II)和Cr(VI)初始浓度和MCCSPG初始浓度三个独立因素下,利用BoxBehnken设计和优选函数优化了最大吸附效率。在最优条件pH3.38、初始浓度200mg和MCCSPG 0.500g情况下,对Pb(II)和Cr(VI)的去除率分别为95.57%和92.97%。MCCSPG在六次吸附/脱化铅和铬方面表现出良好的再生和再性效率,并通过外部磁分离系统从土壤中收集。利用外部磁分离系统从土壤中收集的MCCSPG具有良好的重复利用效率。在表土中还讨论了MCCSPG的短期和长期效益,有助于其在城市地区和农田的就地补救战略和污染控制管理方面的潜在适用性。
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