LDH和Mg-Al-Fe-Mt對(duì)水中磷、鉻的吸附效果研究.pdf

1、采用共沉淀法合成鎂鋁雙氫氧化物(Mg-Al—LDH),用鎂鐵鋁對(duì)蒙脫土進(jìn)行改性(Mg-Al-Mt、Fe-Mt和Fe-Al-Mt),通過等溫吸附和動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了不同pH條件下磷酸鹽和Cr(Ⅵ)在鎂鋁雙氫氧化物、鈉基蒙脫土(Na-Mt)及鎂鐵鋁改性蒙脫土上的吸附特征。
　　 結(jié)果表明:
　　 1.在pH4.5～pH9.0范圍內(nèi),隨著pH的升高,Na-Mt,Fe-Mt和Fe-Al—Mt三種礦物對(duì)磷的吸附率相應(yīng)減少,LDH對(duì)磷

2、的吸附率有所增加。LDH、Fe—Mt和Fe-Al-Mt的對(duì)磷吸附率約為95％,比Mg-Al-Mt高40％,比Na-Mt高約為80％。
　　 在pH2.0～pH9.0范圍內(nèi),Na-Mt對(duì)鉻(Ⅵ)的吸附率為2～8％,幾乎不受pH的影響；Fe-Mt和Fe-Al—Mt對(duì)鉻(Ⅵ)的吸附量隨pH的升高逐漸減小,LDH和Mg-Al-Mt對(duì)鉻(Ⅵ)的吸附量受pH的影響不明顯。
　　 2.用Langmuir方程描述磷的等溫吸附過程,最大吸

3、附容量(Qm)大小順序?yàn)镕e-Al—Mr>Fe-Mt>Mg-Al>Mg-Al-Mt>Na-Mt;Freundlich等溫吸附方程參數(shù)KF代表相對(duì)吸附容量,以LDH的KF值最高,依次是Fe-Mt、Fe-Al-Mt和Mg-Al-Mt,Na-Mt的KF值最小。
　　 用Langmuir和Freundlich等溫吸附方程對(duì)LDH和改性蒙脫土吸附鉻(Ⅵ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,Mg-Al和Mg-Al—Mt對(duì)鉻(Ⅵ)的最大吸附量最大,其次是Fe—M

4、t和Fe-Al-Mt,最大吸附量最小的是Na-Mt。四種鎂鋁雙氫氧化物(LDH)對(duì)鉻(Ⅵ)的最大吸附量大小順序?yàn)?1Mg-1Al>4Mg-1Al>2Mg-1Al>1Mg-2Al。
　　 3.通過熱力學(xué)分析,LDH和改性蒙脫土吸附磷酸根的吸附焓ΔH>0,是吸熱反應(yīng),并且隨著吸附量的升高；反應(yīng)的自由能ΔG為負(fù)值,隨著溫度的升高,有利于反應(yīng)的進(jìn)行。反應(yīng)的吸附熵ΔS均為正值,體系自由度增加。
　　 4.磷酸鹽吸附過程分為快反應(yīng)和

5、慢反應(yīng),準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能夠更好的擬合改性蒙脫土和LDH對(duì)磷的動(dòng)力學(xué)吸附數(shù)據(jù),其決定系數(shù)為0.999。Na-Mt礦物磷酸鹽的吸附用拋物線擴(kuò)散方程描述最為合適,原因可能是磷酸鹽鑲嵌在礦物層間是一個(gè)擴(kuò)散過程,不涉及化學(xué)吸附過程。
　　 拋物線擴(kuò)散方程能夠更好的擬合Na-Mt對(duì)鉻(Ⅵ)的吸附過程,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能夠更好的擬合Mg-Al、Mg-Al-Mt、Fe-Mt和Fe—Al—Mt對(duì)鉻(Ⅵ)的吸附過程。2Mg-1Al和1Mg-1Al