重金属Cd(Ⅱ)与磷酸根和硫酸根在水铁矿表面的共同吸附行为

摘要

水铁矿广泛存在于土壤和水体中,具有较大的比表面积和高表面活性,是关键的地质吸附剂,在环境污染物的迁移转化过程中扮演重要角色.另一方面,在复杂的自然环境中往往是多种污染物质共存的,因此,对多组分共同吸附机制的研究能够为预测环境中污染物的迁移与截留以及纳米矿物在污染控制方面的应用提供理论依据.rn 本研究从观察多元污染物组分在水铁矿表面的复合吸附行为出发，将批量吸附实验和谱学表征相结合，拟阐明在不同复合吸附体系中矿物表面结构、共存离子性质、溶液条件等因素影响下重金属阳离子与含氧阴离子的复合吸附机制。通过对重金属阳离子(Cd2+)和两种常见无机阴离子(PO43-和SO42-)在水铁矿表面的同时吸附实验研究，等温吸附和pH吸附边的结果表明两种复合体系的共存污染物均存在协同作用，且协同作用P+Cd大于S+Cd体系。Cd(Ⅱ)的等温吸附曲线表明Cd(Ⅱ)在分别与2mM的P和S共存时，平衡吸附量由0.05 mmol/g分别提升至0.4 mmol/g和0.2 mmol/g。此外，Cd(Ⅱ)的pH吸附边也向低pH方向偏移，由～pH 5.5分别偏移至～pH 4.2和4。