风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力

摘要

以碱溶酸析"法从新疆风化煤中提取的胡敏酸为研究对象,对其理化性质和表面形态进行表征,并通过吸附试验探究反应时间、溶液pH、镉离子(Cd^(2+))质量浓度对胡敏酸吸附Cd^(2+)的影响.结果表明:风化煤提取的胡敏酸碳元素质量分数高达58.68%,羧基的质量摩尔浓度为5.81mol/kg,等电点为2.7;该胡敏酸含Cd量为0.15mg/kg,符合国家土壤环境质量标准.胡敏酸对Cd^(2+)的吸附在8h内达到平衡,吸附量随Cd^(2+)质量浓度(0~100mg/L)和溶液pH升高而增加,到pH=6.0时最大,之后胡敏酸开始溶解导致吸附量降低.Langmuir方程比Freundlich方程能更好地拟合胡敏酸对Cd^(2+)的吸附等温线,显示出单分子层吸附的特点.在pH=5.0时,胡敏酸对Cd^(2+)的饱和吸附量达137.37mg/g,相当于用去了酸度系数(pKa)为3的羧基含量的71%.在pH=4.3、Cd^(2+)初始质量浓度为80mg/L的同等条件下,新疆风化煤提取的胡敏酸对Cd^(2+)的吸附量为86.97mg/g,高于国际腐殖质协会胡敏酸标样1R106H对Cd^(2+)的吸附量(73.49mg/g).风化煤来源广、储量大、价格低,以它为原料制备获得的胡敏酸产量高、吸附能力强、环境友好、施用安全,有望作为吸附剂用于含重金属废水处理,以及作为钝化剂和土壤调理剂用于重金属污染土壤的修复.