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吸附法因其操作简单、使用方便、处理效率高等优点,在废水处理领域有很大应用。因此,开发成本低廉、再生性强且无二次污染的新型吸附材料成为环境材料领域研究的热点。本文针对重金属废水,选用资源丰富、价格低廉的粘土为骨料,使用蛭石为改性剂,煤粉和石墨为单一造孔剂,煤粉+石墨为复合造孔剂,分别制备了粘土基多孔陶瓷吸附剂。研究了添加剂种类、颗粒粒径、添加量以及颗粒配比对多孔陶瓷显气孔率、体积密度及孔洞结构的影响。研究发现,以粘土为骨料,使用单一造孔剂时,随着煤粉、石墨、以及改性剂蛭石颗粒粒径的逐渐增大,多孔陶瓷的显气孔率先增大后减小,体积密度呈相反趋势;它们粒径分别为60-80、60-80、100-120目时,制得的多孔陶瓷性能最佳。另外,我们发现多孔陶瓷的微观孔洞结构随煤粉粒径的增大由三维贯通型变为微观闭合型,气孔数量减少,体积增大。与单一造孔剂相比,采用煤粉+石墨复合造孔剂使多孔陶瓷的显气孔率提高,体积密度下降;当添加煤粉15%、石墨5%时,样品的显气孔率达到45.49%,体积密度达到1.296g/cm3。在此条件下,蛭石添加量为2%时,制得粘土基多孔陶瓷吸附剂的显气孔率为58%,体积密度为1.081g/cm3。以Cu2+、Zn2+模拟废水为处理对象,考察了粘土基多孔陶瓷对它们的吸附性能和影响因素。试验结果表明,吸附剂的性质、溶液pH值、金属离子初始浓度、以及干扰性阳离子的种类和含量等条件的变化都直接到多孔陶瓷的吸附效果。根据粘土基多孔陶瓷吸附Cu2+、Zn2+的试验数据,并结合吸附原理进行数据分析,研究了多孔陶瓷对重金属离子的吸附机理及动力学规律。分析结果表明:多孔陶瓷对重金属离子的吸附过程包括起始的快速吸附、随后的缓慢吸附、以及平衡吸附三个阶段。对Cu2+的吸附行为符合Langmuir方程和Freundlich方程,对Zn2+吸附动力学可以用准二级吸附速率方程和颗粒内扩散模型很好地描述,说明吸附速率主要由化学吸附所控制,且吸附过程由多个步骤控制。EDS及XRD分析显示,铜和锌最终以Cu2O、ZnO的形式吸附于多孔陶瓷表面。