五硫根插層水滑石的合成及對重金屬元素去除性能的研究.pdf

1、研究水體中重金屬污染的去除方法，對改善生態(tài)環(huán)境和保障人民的身體健康，有著十分重要的意義。水滑石類材料在新型的吸附材料中，由于其獨特的性質(zhì)和高效的吸附能力受到了廣泛的研究，但是研究的深度還需要加強，尤其是研究具有吸附選擇性能的插層水滑石，能夠大大提高其對重金屬離子的吸附效率，并減少工藝處理成本。研究表明，多硫根可與重金屬離子形成強共價鍵，但是其常見化合物極易溶于水，這限制了多硫化物在重金屬廢水處理中的應用。
　　本論文利用水滑石類材

2、料其層板陽離子和層間陰離子具有可調(diào)控性的特性，將金屬陽離子Fe3+及陰離子五硫根S52-引入其結(jié)構(gòu)中，以期解決多硫化物容易在空氣中被氧化的問題并提高水滑石材料對重金屬離子的選擇吸附性能。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　?。?）采用HMT水熱反應法合成層間陰離子為CO32-的水滑石材料，通過離子交換制備得到MgAlFeS5-LDH吸附材料。制備的LDH吸附材料結(jié)晶度好，具有較好的規(guī)整性，LDH層間的陰離子通過試驗成功實現(xiàn)了交換。

3、　?。?）MgAlFeS5-LDH對重金屬離子的吸附選擇性順序由小到大為：Zn2+，Co2+，Ni2+　?。?）MgAlFeS5-LDH對Ag+的吸附效果略優(yōu)于Hg2+，飽和吸附量分別約為338mg/g和277mg/g；吸附劑對重金屬溶液中Ag+和Hg2+的吸附能力均受到pH值的影響，對Ag+和Hg2+的吸附最適pH值為3~6和4~6；重金屬離子Ag+和Hg2+的吸

4、附過程可在很短時間內(nèi)達到很高的吸附去除率，反應三小時后去除率幾乎不變；重金屬離子Ag+和Hg2+的吸附過程為吸熱反應，在298K-318K溫度范圍內(nèi)，溫度的升高對吸附過程的速率提升程度不明顯。
　　（4）MgAlFeS5-LDH對Ag+和Hg2+的吸附反應符合Langmuir吸附等溫線模型和擬二級動力學模型，相關(guān)系數(shù)R2>0.99。在試驗溫度內(nèi)，熱力學參數(shù)ΔG<0、ΔH>0和ΔS>0，對Ag+和Hg2+吸附的活化能Ea分別為29.