高比表面积介孔网状氧化镁的制备、表征及对废水中Pb(Ⅱ)的吸附性能和机理

摘要

以天然水菱镁矿为原料,通过“煅烧-水化-煅烧”的简单方法制备了高比表面积介孔网状MgO,且实验过程中无须加入任何试剂.系统性研究了氧化镁用量、吸附时间、吸附温度及pH对氧化镁吸附模拟废水中铅离子吸附性能的影响,揭示了吸附机理,并考察了氧化镁对多种离子的吸附效果.结果 表明:该氧化镁吸附剂具有188 m2·g-1的高比表面积和0.85 cm3·g-1的高孔体积,平均孔径为12.33 nm,其吸附动力学和等温线数据与伪二级模型和Langmuir模型高度吻合,表明重金属离子在氧化镁上为单层化学吸附.MgO介孔网状结构表现出对Pb(Ⅱ)的高吸附性能,最大吸附量为7 431.5 mg·g-1,该数值远高于其他报道的基于MgO吸附剂的数值,铅去除率高达99.8％以上.介孔网状MgO的吸附机理主要是羟基官能团以及Mg(Ⅱ)与MgO表面重金属离子之间的离子交换所致.另外,该氧化镁可同时吸附多种离子,对Cd、Cr、Ni、As、Co、P、Se、Be、Bi、Cu、Fe、Mn、V、Zn、Al离子均具有优异的吸附性能.