+、Pb2+、Cd2+的实验研究'> 膨润土吸附Cu2+、Pb2+、Cd2+的实验研究

摘 要 本文选取膨润土作为实验材料，采用静态吸附实验，分别考察了pH值，温度，吸附时间等因素对吸附效果的影响。等温吸附实验显示，膨润土对重金属离子吸附符合Freundlich吸附模型。

关键字 膨润土；重金属离子；吸附

中图分类号O6-3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0149-02

0引言

膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土岩。具有比表面大、分散悬浮性、离子交换性等性质，且储量丰富，价格便宜，故用粘土矿物及其改性材料来处理废水中的重金属离子已经越来越引起重视。本文采用邯郸地区的膨润土，考察了其对几种常见重金属离子的吸附作用。

1吸附实验

膨润土提纯后纯度≥90%，试剂均为分析纯级试剂加去离子水配制而成，两组平行实验。

1.1吸附时间的影响

取50mg/L的Cu2+、Pb2+、Cd2+溶液各50mL，各加入12g/L的膨润土，在室温下分别振荡吸附，得到不同吸附时间的吸附曲线图1。

吸附作用开始短时间内，重金属离子在膨润土上的吸附速率增加很快，原因在于膨润土结构内的大量可交换离子与重金属离子发生交换吸附，同时膨润土表面的羟基与重金属离子的表面络合反应，向粘土矿物晶格扩散，最后在晶格内吸持与固定[1]。致使大量离子被吸附。随着表面羟基与结构中的可交换阳离子数量逐减，去除率增加缓慢。120min之后，Pb2+的去除率开始下降可能是Pb2+发生解离，导致在膨润土上的数量减小[2]。

1.2 pH值的影响

用0.1mol/L的NaOH或0.1mol/L的HCl调节溶液pH值，加入12g/L膨润土室温下搅拌120min进行吸附，考察不同pH值对吸附作用的影响（图2）。

图2反映出随pH值的增大，膨润土对金属离子的去除率也随之增加。pH的影响可分两个阶段：pH

1.3温度的影响

加入12g/L的膨润土，恒温振荡器调温，振荡吸附120min后，得温度的关系图3。

吸附曲线显示，温度也会影响膨润土与重金属离子的吸附作用，温度的升高引起重金属离子去除率增大。当温度达到35℃时，Cu2+、Cd2+、Pb2+的去除率分别为95.13%，92.42%，88.75%，随后变化不大。温度升高加速了体系中离子运动速度，有利于离子交换反应。去除率的增大另一原因就是随着温度的增加，促进了体系中的水分蒸发。

2等温吸附

常用来描述吸附过程的等温线是Langmuir和Freundlich方程，因其表现形式简单，且得到的吸附常数有一定的物理意义，有助于了解吸附机制。表1是温度30℃时，吸附作用的拟合参数，pH4.5，离子强度1×10-3mol/L。

由此可见，膨润土对重金属离子吸附符合Freundlich吸附模型，说明膨润土的吸附是介于单层或多层吸附之间，且吸附表面是不均匀的。

3结论

本文采用膨润土作为实验材料，分别考察了pH值，温度，吸附时间等因素对Cu2+、Cd2+、Pb2+的吸附效果的影响，实验结果表明：延长吸附时间能达到提高吸附率的效果，吸附时间为120min时吸附效果最好；pH和温度的升高，也会增大重金属离子的去除率；膨润土对重金属离子吸附符合Freundlich吸附模型。

参考文献

[1]E.I.Unuabona.三聚磷酸钠-高岭土吸附铅和镉的应用研究[J].胶体与界面，2007（292）：202-211.

[2]A.Steudel， L.F.粘土矿物的酸性改性[J].粘土应用科学，2009（44）：105-115.