磷酸盐对纳米二氧化钛吸附水体中重金属离子行为的影响和机理分析

TB383%O657.31; 纳米二氧化钛(n TiO2)被广泛应用于去除水体中的重金属.磷酸盐作为水体中普遍存在的无机阴离子,能够对重金属离子在n TiO2 上的吸附特征产生影响.本文聚焦磷酸盐存在条件下n TiO2 胶体颗粒对典型重金属离子(Zn2+和Cd2+)的吸附行为,以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定吸附平衡后水相中重金属离子的浓度.通过批量吸附实验考察不同水化学条件下(离子强度和共存阴离子),磷酸盐对n TiO2 胶体颗粒吸附水体中Zn2+和Cd2+特征的影响规律.采用经典吸附等温线模型对实验数据进行拟合,并结合纳米颗粒的Zeta电位和粒径变化等表征手段揭示了相关吸...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in岩矿测试 Vol. 42; no. 2; pp. 317 - 325
Main Authors 李艳香, 陈玖妍, 韩荣, 栾日坚, 张玉强, 吴来东, 祁志冲
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国冶金地质总局山东局测试中心,山东 济南 250014%河南大学化学化工学院,河南 开封 475004%大同六中集团校,山西 大同 037006 2023
Subjects
电感耦合等离子体发射光谱法
纳米二氧化钛(n TiO2)
阴离子
重金属离子
吸附
磷酸盐
Online AccessGet full text
ISSN0254-5357
DOI10.15898/j.cnki.11-2131/td.202206170114

Cover

More Information
Summary:TB383%O657.31; 纳米二氧化钛(n TiO2)被广泛应用于去除水体中的重金属.磷酸盐作为水体中普遍存在的无机阴离子,能够对重金属离子在n TiO2 上的吸附特征产生影响.本文聚焦磷酸盐存在条件下n TiO2 胶体颗粒对典型重金属离子(Zn2+和Cd2+)的吸附行为,以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定吸附平衡后水相中重金属离子的浓度.通过批量吸附实验考察不同水化学条件下(离子强度和共存阴离子),磷酸盐对n TiO2 胶体颗粒吸附水体中Zn2+和Cd2+特征的影响规律.采用经典吸附等温线模型对实验数据进行拟合,并结合纳米颗粒的Zeta电位和粒径变化等表征手段揭示了相关吸附机制.研究发现:①磷酸盐的存在能有效地增强重金属在 n TiO2 上的吸附,Zn2+和 Cd2+的最大吸附量分别由 121.1mg/g 和 84.7mg/g 增加至588.3mg/g和434.8mg/g,增加了 3.8～4.1 倍.这主要由于磷酸盐能够通过桥连作用形成金属-磷酸盐-n TiO2 三元络合物以及增加重金属离子和胶体颗粒之间的静电引力,从而增强n TiO2 对重金属离子的吸附.②背景溶液中离子强度的增加会降低n TiO2 对重金属离子的吸附效果.当背景溶液中离子强度(NaCl浓度)从0 增加至 10mmol/L时,n TiO2 与金属离子之间的静电吸引会减弱,同时Na+与重金属离子竞争n TiO2表面吸附位点亦降低了n TiO2 对重金属离子的吸附.③共存竞争性阴离子(如Cl-、NO-3 和SO2-4)会削弱磷酸盐对n TiO2 吸附金属离子的增强作用,抑制顺序为:SO2-4>NO-3>Cl-,即与其离子半径的数量级成反比.这是由于共存阴离子与磷酸盐竞争n TiO2 表面的吸附位点所致.研究结果表明,磷酸盐可以显著地增强n TiO2 对重金属离子的去除效能,但是去除效能的大小会受到背景溶液中水化学条件的影响.
ISSN:0254-5357
DOI:10.15898/j.cnki.11-2131/td.202206170114