膨润土碱性颗粒对 Cu2+、Zn2+的吸附聚沉机理研究

作者：耿莘惠 杨曦 刘羡鱼 马哲 盖科函    单位：沈阳城市建设学院 市政与环境工程学院

关键词：膨润土；钢渣；碱性颗粒；XRD；SEM；吸附聚沉

摘  要：为了解决单一材料处理含重金属离子废水的局限性，采用膨润土和钢渣两者复合制备碱性颗粒，通过宏观与微观相结合的手段， 探究膨润土碱性复合颗粒吸附剂对 Cu、Zn 的吸附聚沉机理。结果表明，复合颗粒对 Cu2+、Zn2+的吸附符合多分子层吸附 (BET) 理论，动力学方程 符合拟二级动力学方程，说明吸附过程同时伴随着物理吸附与化学吸附。通过对吸附后的碱性颗粒进行 X 射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM) 表征，分析其形貌结构及矿物相的变化。结果表明，吸附 Cu2+、Zn2+后，复合颗粒的层间距由 1.549 nm 分别增加到 1.593 nm 和 1.643 nm，说明 Cu2+、Zn2+进入了复合颗粒的层间，使层间距变大，发生离子交换作用。同时，复合颗粒中增加了新的矿物相，如 Na2CuSi3O8、Ca2CuO3、Cu5(SiO3)4(OH)2、Zn4Si2O7(OH)2、Ca2ZnSi2O7 等，说明存在表面络合反应，碱性矿物相可以与 Cu2+ 、Zn2+ 发生沉淀反应，实现对重金属离子的吸附 - 聚沉，是一种优良的吸附剂。