改性褐煤对酸性矿山废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

摘要

为解决褐煤对酸性矿山废水中Cr(Ⅵ)吸附饱和量有限的问题,采用超声波辅助Al_(2)(SO_(4))_(3)及高温焙烧改性褐煤。通过吸附等温线、吸附动力学原理等方法研究铝盐改性褐煤吸附Cr(Ⅵ)的特性和机理,并且利用SEM、BET、XRD以及FTIR表征褐煤改性前后的微观结构变化。结果表明:超声波辅助Al_(2)(SO_(4))_(3)改性并经过500℃高温焙烧后的褐煤对Cr(Ⅵ)的吸附效果好。改性褐煤对Cr(Ⅵ)的吸附率比原褐煤提升了62.24%,对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量为1.04 mg/g。通过SEM、BET和XRD测试可知,褐煤在经过Al_(2)(SO_(4))_(3)超声震荡和高温焙烧后,原有的微晶结构并未被破坏,但改性褐煤表面变得十分粗糙,出现一些分布不均匀的细小孔状结构,平均孔径有所增加。通过FTIR测试可知,褐煤分子结构中的—CH,环烷烃、脂肪烃中的—CH3与附着在褐煤表面的氧原子结合,生成含羧基化合物和酚羟基。褐煤结构中的烷烃和烯烃支链、C==O、芳环中C==C骨架以及醇类—OH均有所减少,生成较小的羟基类、羧基类的小分子有机物。褐煤结构中的自由水和结合水蒸发使表面出现细小孔隙。改性褐煤表面的羟基、羧基等含氧官能团的增加为吸附过程提供了更多的吸附位点,从而提高褐煤的吸附能力。