凹凸棒土负载硫化纳米零价铁对水中Cu(Ⅱ)的去除机理研究

摘要

针对纳米零价铁易团聚及表面形成钝化层的缺点,本文以凹凸棒土为载体、以硫代硫酸钠为硫化试剂,制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,并考察了复合材料对水中Cu(Ⅱ)的去除效果.由SEM可观察到,经过凹凸棒土负载及硫化改性后的纳米零价铁串珠状结构变短,且被分散为单个的球形颗粒;比表面积测定结果表明,S-nZVI@ATP复合材料的BET比表面积为46.04 m2/g,与纳米零价铁相比提高了约1.35倍;由TEM观察到,经硫化的纳米零价铁颗粒界面处包裹了一层FeS,粒径由57.6 nm增至118.5 nm.S-nZVI@ATP复合材料去除水中Cu(Ⅱ)的机理主要是硫化纳米铁界面处的Fe0将Cu2+还原为Cu0以及FeS转化为溶度积更小的CuS,该过程符合Langmuir-Hinshelwood吸附/还原模型和Langmuir等温吸附模型.本实验条件下,复合材料对Cu(Ⅱ)的最大吸附-还原量可达9.25 mmol/g(587.8 mg/g).