生物源碳酸钙对污水中Pb(Ⅱ)和甲基橙吸附行为的研究

摘要

cqvip:实验采用廉价的牡蛎壳制备绿色、高效的生物源碳酸钙(bio-CaCO3)吸附材料,用于去除污水中的Pb(Ⅱ)和甲基橙(MO)。通过扫描电子显微镜(SEM),热重分析(TGA), X射线荧光光谱分析(XRF)等表征方法对材料形貌、组成、结构等进行了分析。采用宏观吸附行为和微观表征研究bio-CaCO3对水体中Pb(Ⅱ)和MO的吸附过程并阐明机理。研究发现, bio-CaCO3对MO的去除效率约为45%(msorbent/Vsolvent=0.2 g/L,[MO]initial=60 mg/L), SEM分析结果表明bio-CaCO3吸附MO后,表面形貌发生了明显的变化。bio-CaCO3对Pb(Ⅱ)的饱和吸附量高达1775 mg/g (pH=5.0,T=298 K),优于传统的皂土、活性炭等吸附材料。bio-CaCO3吸附Pb(Ⅱ)的主要吸附机理是CaCO3+Pb(Ⅱ)→PbCO3,该过程的ΔHθ=–7.64 kJ/mol,ΔSθ=–17.92 J/(mol·K),ΔGθ=–2.30 kJ/mol(pH=5.0, T=298 K),吸附Pb(Ⅱ)后产生大量形貌更加规则的四棱柱结构。研究表明实验制备的bio-CaCO3对Pb(Ⅱ)和MO均具有良好的吸附性能,是一种环境友好型高效吸附剂。