天然凹凸棒石对水中Pb2+的吸附行为

樊海明1

樊海明1

(1.西安星航市政设计研究院有限公司，陕西西安710100)

摘要：通过静态实验探讨了天然凹凸棒石吸附水中Pb2+时的影响因素、动力学。结果表明，在实验条件下吸附90min后天然凹凸棒石对Pb2+的吸附量为7.61～17.09mg﹒g-1，吸附量随着温度增加而增加，但天然凹凸棒石用量增加，吸附量却减少。此外，天然凹凸棒石吸附Pb2+前5min速度较快，吸附60min后基本达到平衡。吸附动力学规律符合Lagergren准二级反应模型。

关键字：天然凹凸棒石；吸附；动力学

凹凸棒石是一种含水富镁、铝的硅酸盐粘土矿物，由相互平行的硅氧四面体双链组成，比表面积大，具有良好的吸附性能[1,2]。凹凸棒石作为重金属的吸附剂已有文献报道[3]。本文探讨了天然凹凸棒石吸附水中Pb2+时的影响因素和动力学，为在含Pb2+废水处理中开发利用凹凸棒石提供了一些基本数据和理论基础。

1实验

1.1天然凹凸棒石的制备

实验所用的天然凹凸棒石购于安徽省明光市某公司。实验前，将天然凹凸棒石过90目筛后，放入烘箱内，在378K下干燥4h，冷却密封存放以备用。天然凹凸棒石的主要成分见表1。

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（1）

式中，q为t时刻的吸附量（mg﹒g-1）；qe为平衡吸附量（mg﹒g-1）；k为反应速率常数[g﹒(mg﹒min)-1]。

根据图1-(a)、(b)，能够分别得到天然凹凸棒石用量和温度对t/q随t变化的影响，依次见图2-(a)、(b)。用实验数据对t/q与t的关系进行线性回归，由直线斜率和截距可求得式（1）中的参数qe和k。不同天然凹凸棒石用量和温度所对应的参数分别见表3、表4，表中r为线性相关系数。结果表明，所有回归的r2都大于0.997，故t/q随t呈直线变化，天然凹凸棒石对Pb2+的吸附动力学符合Lagergren准二级反应模型。

（a）天然凹凸棒石用量的影响

（b）温度的影响

图2t/q随t的变化

表3不同天然凹凸棒石用量下的Lagergren

准二级反应动力学参数

用量

gqe/

（mg·g-1）k×102/

（g·mg-1·min-1）r2

0.223.635.990.999

0.415.596.220.999

0.612.086.240.999

0.810.266.850.999

1.09.5913.800.999

表4不温度下的Lagergren

准二级反应动力学参数

温度/

（K）qe/

（mg·g-1）k×102/

（g·mg-1·min-1）r2

29812.086.2480.999

30815.772.6250.998

31816.623.5240.999

32816.973.9740.999

3结论

（1）在本实验条件下吸附90min后，天然凹凸棒石对Pb2+的吸附量为7.61～17.09mg﹒g-1。

（2）吸附量随着温度的增加而增加，但随着天然凹凸棒石用量的增加而减小。（3）天然凹凸棒石吸附Pb2+的速度较快，吸附5min时的吸附量达到90min时的81.71～95.23%，吸附60min后基本达到平衡。

（4）天然凹凸棒石对Pb2+的吸附动力学符合Lagergren准二级反应模型。

参考文献

[1]BradleyWF.Thestructuresschemeofattapulgite[J].AmMiner,1940,(25):405-411.

[2]官伟力，孙士良.凹凸棒石选矿及深加工技术现状[J].非金属矿，1992,(4):30-33.

[3]PotgieterJH,etal.Heavymetalsremovalfromsolutionbypalygorskiteclay[J].MineralsEngineering,2006,(19):463-469.