Linde type FK 沸石對Cd2+的吸附性能研究

蔣澄宇等

摘要：利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金屬Cd2+，考察了吸附劑量、初始pH值、反應溫度以及反應時間對Cd2+吸附效果的影響，同時進行了吸附動力學數據模擬。結果表明：吸附劑量、初始pH值、反應溫度以及反應時間均對Cd2+的去除率影響顯著。隨著吸附劑投加量的不斷增大，Cd2+去除效果不斷提高，飽和吸附量逐漸減小。初始pH值為7時沸石吸附Cd2+的去除率為100%。反應溫度越高，沸石吸附Cd2+達到平衡的時間越短。Linde type F（K）沸石對Cd2+的吸附行為符合準二級反應動力學方程。

關鍵詞：鎘離子；粉煤灰；Linde type F（K）沸石；吸附

1引言

大量重金屬污染物排向環境當中對生態環境和人體健康造成極其不利的影響，因此水體中重金屬的有效去除成為研究熱點[1，2]。鎘（Cd）是環境中的劇毒重金屬元素之一，鎘污染是重金屬污染中危害較大的一種。1984年聯合國環境規劃署（UNEP）提出的12種危害物質中就包含重金屬鎘[3，4]。鎘的化合物大量用于生產顏料和熒光粉，鎘廣泛用于電鍍及鍍層防腐。鎘通過三廢排入環境，水體中的鎘污染主要來自地表徑流和工業廢水。粉煤灰是燃煤電廠排放的固體廢棄物。粉煤灰來源廣泛，價格低廉，具有較大的比表面積和固體吸附劑性能[5，6]。近年來，利用粉煤灰作為吸附劑去除水中重金屬離子的研究備受關注。已有研究表明，粉煤灰及其合成材料對水中重金屬離子具有較好的去除能力[7-9]。本文利用粉煤灰合成的Linde type F（K）沸石（以下簡稱沸石）為基本吸附材料處理重金屬Cd2+，研究吸附劑量、pH值、反應溫度以及時間對Cd2+吸附效果的影響；同時對吸附數據進行擬合，考察沸石吸附Cd2+的吸附動力學方程。

32初始pH值的影響

為考察 pH 值對沸石吸附Cd2+的效果影響，實驗調節吸附體系初始pH 值分別為污染物Cd2+的初始濃度為150mg/L，吸附劑投加量為4g/L，振蕩12h后，觀察pH值對去除率的影響。pH值是影響吸附過程的重要因素，不僅影響到吸附劑的表面電荷，還影響吸附劑和金屬離子的存在狀態，從而影響到它們的相互作用。

參考文獻：

[1] 臧運波，武耐英殼聚糖及其衍生物對重金屬離子吸附性能的影響[J]湖北農業科學，2013，52（1）：5～8

[2] 饒品華，張文啟，李永峰，等氧化鋁對水體中重金屬離子吸附去除研究[J]水處理技術，2009，35（12）：71～74

[3] 任繼平，李德發，張麗英鎘毒性研究進展[J]動物營養學報，2003，15（1）：1～6

[4] 金焰，陳鋒，李立忠，等重金屬鎘在土壤中的遷移及形態分布研究[J]環境科學與技術，2011，34（12）：447～450

[5] 蔡昌鳳，徐建平礦區電廠粉煤灰物化特性與吸附特性關聯研究[J]安徽工程科技學院學報，2005，20（4）：1～4

[6] 王金梅，王慶生，劉長占，等粉煤灰的改性及吸附作用的研究[J]工業用水與廢水，2005，36（1）：44～47

[7] Wei Q，Ying ZRemoval of lead，copper，nickel，cobalt，and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash[J]Chemical Engineering Journal，2009（145）：483～488

[8] 周利民，劉峙嶸，黃群武粉煤灰對二價金屬離子的吸附特性[J]煤炭學報，2007，32（4）：416～419

[9] 崔杏雨，陳樹偉，閆曉亮，等粉煤灰合成Na-X沸石去除廢水中鎳離子的研究[J]燃料化學學報，2009，37（6）：752～756

[10] Miyaji F，Murakami T，Suyama YFormation of linde F zeolite by KOH treatment of coal fly ash[J]Journal of the Ceramic Society of Japan，2009，117（5）：619～622

[11] Chen C，Cheng TApplication of Avrami Equation to Kinetics Analysis of Fly Ash Based Linde F （K） Zeolite[J]Asian journal of Chemistry，2013，25（4）：1811～1813

Abstract：This study conducts an experiment to examine the adsorption of Cd2+ through synthesizing Linde type F（K）zeolite from coal fly ash，and investigates the adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperature and time，and the adsorption kinetics equationThe results show thatthe adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperatureand reaction time have significant effects on the removal of Cd2+With the increasing of the adsorbent dosage，the removal rate of Cd2+is improved，and the saturated adsorption capacityis decreased graduallyThe removal rate of Cd2+reaches 100% when the initial pH is 7The equilibration time of adsorption is shorter with the increased of reaction temperatureThe reaction of adsorption on Linde type F（K）zeoliteto Cd2+matches the pseudo-second class reaction kinetics model

Key words：cadmium irons；coal fly ash；Linde type F（K）zeolite；adsorptionendprint

摘要：利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金屬Cd2+，考察了吸附劑量、初始pH值、反應溫度以及反應時間對Cd2+吸附效果的影響，同時進行了吸附動力學數據模擬。結果表明：吸附劑量、初始pH值、反應溫度以及反應時間均對Cd2+的去除率影響顯著。隨著吸附劑投加量的不斷增大，Cd2+去除效果不斷提高，飽和吸附量逐漸減小。初始pH值為7時沸石吸附Cd2+的去除率為100%。反應溫度越高，沸石吸附Cd2+達到平衡的時間越短。Linde type F（K）沸石對Cd2+的吸附行為符合準二級反應動力學方程。

關鍵詞：鎘離子；粉煤灰；Linde type F（K）沸石；吸附

1引言

大量重金屬污染物排向環境當中對生態環境和人體健康造成極其不利的影響，因此水體中重金屬的有效去除成為研究熱點[1，2]。鎘（Cd）是環境中的劇毒重金屬元素之一，鎘污染是重金屬污染中危害較大的一種。1984年聯合國環境規劃署（UNEP）提出的12種危害物質中就包含重金屬鎘[3，4]。鎘的化合物大量用于生產顏料和熒光粉，鎘廣泛用于電鍍及鍍層防腐。鎘通過三廢排入環境，水體中的鎘污染主要來自地表徑流和工業廢水。粉煤灰是燃煤電廠排放的固體廢棄物。粉煤灰來源廣泛，價格低廉，具有較大的比表面積和固體吸附劑性能[5，6]。近年來，利用粉煤灰作為吸附劑去除水中重金屬離子的研究備受關注。已有研究表明，粉煤灰及其合成材料對水中重金屬離子具有較好的去除能力[7-9]。本文利用粉煤灰合成的Linde type F（K）沸石（以下簡稱沸石）為基本吸附材料處理重金屬Cd2+，研究吸附劑量、pH值、反應溫度以及時間對Cd2+吸附效果的影響；同時對吸附數據進行擬合，考察沸石吸附Cd2+的吸附動力學方程。

32初始pH值的影響

為考察 pH 值對沸石吸附Cd2+的效果影響，實驗調節吸附體系初始pH 值分別為污染物Cd2+的初始濃度為150mg/L，吸附劑投加量為4g/L，振蕩12h后，觀察pH值對去除率的影響。pH值是影響吸附過程的重要因素，不僅影響到吸附劑的表面電荷，還影響吸附劑和金屬離子的存在狀態，從而影響到它們的相互作用。

參考文獻：

[1] 臧運波，武耐英殼聚糖及其衍生物對重金屬離子吸附性能的影響[J]湖北農業科學，2013，52（1）：5～8

[2] 饒品華，張文啟，李永峰，等氧化鋁對水體中重金屬離子吸附去除研究[J]水處理技術，2009，35（12）：71～74

[3] 任繼平，李德發，張麗英鎘毒性研究進展[J]動物營養學報，2003，15（1）：1～6

[4] 金焰，陳鋒，李立忠，等重金屬鎘在土壤中的遷移及形態分布研究[J]環境科學與技術，2011，34（12）：447～450

[5] 蔡昌鳳，徐建平礦區電廠粉煤灰物化特性與吸附特性關聯研究[J]安徽工程科技學院學報，2005，20（4）：1～4

[6] 王金梅，王慶生，劉長占，等粉煤灰的改性及吸附作用的研究[J]工業用水與廢水，2005，36（1）：44～47

[7] Wei Q，Ying ZRemoval of lead，copper，nickel，cobalt，and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash[J]Chemical Engineering Journal，2009（145）：483～488

[8] 周利民，劉峙嶸，黃群武粉煤灰對二價金屬離子的吸附特性[J]煤炭學報，2007，32（4）：416～419

[9] 崔杏雨，陳樹偉，閆曉亮，等粉煤灰合成Na-X沸石去除廢水中鎳離子的研究[J]燃料化學學報，2009，37（6）：752～756

[10] Miyaji F，Murakami T，Suyama YFormation of linde F zeolite by KOH treatment of coal fly ash[J]Journal of the Ceramic Society of Japan，2009，117（5）：619～622

[11] Chen C，Cheng TApplication of Avrami Equation to Kinetics Analysis of Fly Ash Based Linde F （K） Zeolite[J]Asian journal of Chemistry，2013，25（4）：1811～1813

Abstract：This study conducts an experiment to examine the adsorption of Cd2+ through synthesizing Linde type F（K）zeolite from coal fly ash，and investigates the adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperature and time，and the adsorption kinetics equationThe results show thatthe adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperatureand reaction time have significant effects on the removal of Cd2+With the increasing of the adsorbent dosage，the removal rate of Cd2+is improved，and the saturated adsorption capacityis decreased graduallyThe removal rate of Cd2+reaches 100% when the initial pH is 7The equilibration time of adsorption is shorter with the increased of reaction temperatureThe reaction of adsorption on Linde type F（K）zeoliteto Cd2+matches the pseudo-second class reaction kinetics model

Key words：cadmium irons；coal fly ash；Linde type F（K）zeolite；adsorptionendprint

摘要：利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金屬Cd2+，考察了吸附劑量、初始pH值、反應溫度以及反應時間對Cd2+吸附效果的影響，同時進行了吸附動力學數據模擬。結果表明：吸附劑量、初始pH值、反應溫度以及反應時間均對Cd2+的去除率影響顯著。隨著吸附劑投加量的不斷增大，Cd2+去除效果不斷提高，飽和吸附量逐漸減小。初始pH值為7時沸石吸附Cd2+的去除率為100%。反應溫度越高，沸石吸附Cd2+達到平衡的時間越短。Linde type F（K）沸石對Cd2+的吸附行為符合準二級反應動力學方程。

關鍵詞：鎘離子；粉煤灰；Linde type F（K）沸石；吸附

1引言

大量重金屬污染物排向環境當中對生態環境和人體健康造成極其不利的影響，因此水體中重金屬的有效去除成為研究熱點[1，2]。鎘（Cd）是環境中的劇毒重金屬元素之一，鎘污染是重金屬污染中危害較大的一種。1984年聯合國環境規劃署（UNEP）提出的12種危害物質中就包含重金屬鎘[3，4]。鎘的化合物大量用于生產顏料和熒光粉，鎘廣泛用于電鍍及鍍層防腐。鎘通過三廢排入環境，水體中的鎘污染主要來自地表徑流和工業廢水。粉煤灰是燃煤電廠排放的固體廢棄物。粉煤灰來源廣泛，價格低廉，具有較大的比表面積和固體吸附劑性能[5，6]。近年來，利用粉煤灰作為吸附劑去除水中重金屬離子的研究備受關注。已有研究表明，粉煤灰及其合成材料對水中重金屬離子具有較好的去除能力[7-9]。本文利用粉煤灰合成的Linde type F（K）沸石（以下簡稱沸石）為基本吸附材料處理重金屬Cd2+，研究吸附劑量、pH值、反應溫度以及時間對Cd2+吸附效果的影響；同時對吸附數據進行擬合，考察沸石吸附Cd2+的吸附動力學方程。

32初始pH值的影響

為考察 pH 值對沸石吸附Cd2+的效果影響，實驗調節吸附體系初始pH 值分別為污染物Cd2+的初始濃度為150mg/L，吸附劑投加量為4g/L，振蕩12h后，觀察pH值對去除率的影響。pH值是影響吸附過程的重要因素，不僅影響到吸附劑的表面電荷，還影響吸附劑和金屬離子的存在狀態，從而影響到它們的相互作用。

參考文獻：

[1] 臧運波，武耐英殼聚糖及其衍生物對重金屬離子吸附性能的影響[J]湖北農業科學，2013，52（1）：5～8

[2] 饒品華，張文啟，李永峰，等氧化鋁對水體中重金屬離子吸附去除研究[J]水處理技術，2009，35（12）：71～74

[3] 任繼平，李德發，張麗英鎘毒性研究進展[J]動物營養學報，2003，15（1）：1～6

[4] 金焰，陳鋒，李立忠，等重金屬鎘在土壤中的遷移及形態分布研究[J]環境科學與技術，2011，34（12）：447～450

[5] 蔡昌鳳，徐建平礦區電廠粉煤灰物化特性與吸附特性關聯研究[J]安徽工程科技學院學報，2005，20（4）：1～4

[6] 王金梅，王慶生，劉長占，等粉煤灰的改性及吸附作用的研究[J]工業用水與廢水，2005，36（1）：44～47

[7] Wei Q，Ying ZRemoval of lead，copper，nickel，cobalt，and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash[J]Chemical Engineering Journal，2009（145）：483～488

[8] 周利民，劉峙嶸，黃群武粉煤灰對二價金屬離子的吸附特性[J]煤炭學報，2007，32（4）：416～419

[9] 崔杏雨，陳樹偉，閆曉亮，等粉煤灰合成Na-X沸石去除廢水中鎳離子的研究[J]燃料化學學報，2009，37（6）：752～756

[10] Miyaji F，Murakami T，Suyama YFormation of linde F zeolite by KOH treatment of coal fly ash[J]Journal of the Ceramic Society of Japan，2009，117（5）：619～622

[11] Chen C，Cheng TApplication of Avrami Equation to Kinetics Analysis of Fly Ash Based Linde F （K） Zeolite[J]Asian journal of Chemistry，2013，25（4）：1811～1813

Abstract：This study conducts an experiment to examine the adsorption of Cd2+ through synthesizing Linde type F（K）zeolite from coal fly ash，and investigates the adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperature and time，and the adsorption kinetics equationThe results show thatthe adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperatureand reaction time have significant effects on the removal of Cd2+With the increasing of the adsorbent dosage，the removal rate of Cd2+is improved，and the saturated adsorption capacityis decreased graduallyThe removal rate of Cd2+reaches 100% when the initial pH is 7The equilibration time of adsorption is shorter with the increased of reaction temperatureThe reaction of adsorption on Linde type F（K）zeoliteto Cd2+matches the pseudo-second class reaction kinetics model

Key words：cadmium irons；coal fly ash；Linde type F（K）zeolite；adsorptionendprint