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不同主导晶面赤铁矿对Cr(Ⅵ)吸附与迁移行为的影响

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时间:2021-09-01 13:01:02
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不同主导晶面赤铁矿对Cr(Ⅵ)吸附与迁移行为的影响赤铁矿 Cr(Ⅵ)迁移 吸附过程环境修复网讯:摘要:为探究赤铁矿的晶面效应对Cr(Ⅵ)迁移的影响,采用批实验研究了{001}主导晶

赤铁矿 Cr(Ⅵ)迁移 吸附过程

环境修复网讯:摘要:为探究赤铁矿的晶面效应对Cr(Ⅵ)迁移的影响,采用批实验研究了{001}主导晶面的片状纳米赤铁矿(HNPs)与{110} 主导晶面的棒状纳米赤铁矿(HNRs)对Cr(Ⅵ)的吸附机制,并通过柱实验考察了不同环境因素(pH、入流浓度、流速和离子强度)对Cr(Ⅵ)在两种赤铁矿修饰石英砂表面的迁移规律。

批实验结果表明:HNPs 与HNRs 对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir 等温吸附模型。HNPs 与HNRs 对Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为2.97 mg·g-1和4.95 mg·g-1。pH 和离子强度增加,HNPs 与HNRs 对Cr(Ⅵ)的吸附量降低,表明吸附过程同时存在化学吸附和静电吸附机制。

柱实验结果表明:pH 增大,填充柱表面负电荷增多,减少了对Cr(Ⅵ)的滞留;增加初始浓度能够加快位点占据速度,增大流速导致Cr(Ⅵ)在柱内停留时间减少。离子强度增大,增强了阴离子竞争吸附,促进了HNPs 与HNRs 上Cr(Ⅵ)的解吸和迁移。相同条件下,由于{001} 晶面对Cr(Ⅵ)的吸附点位密度低,导致Cr(Ⅵ)在HNPs 中的滞留量小于HNRs。

研究表明,赤铁矿不同主导晶面吸附构型的差异显著影响Cr(Ⅵ)吸附与迁移行为。

结 论:

(1){001} 主导晶面的HNPs 与{110} 主导晶面的HNRs 对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附等温线,分别符合准二级动力学模型和Langmuir 等温吸附模型,吸附机制为静电吸附和化学吸附。HNPs 与HNRs 对Cr(Ⅵ)的吸附量分别为2.97 mg·g-1和4.95 mg·g-1,HNPs 表面单齿单核的吸附模式导致{001} 晶面吸附点位密度低。

(2)pH 增大使HNPs 与HNRs 表面负电荷增多,减少对Cr(Ⅵ)的滞留;增加初始浓度能够加快位点占据速度,促进Cr(Ⅵ)迁移。流速增大减少Cr(Ⅵ)在柱内停留时间,加快迁移过程;离子强度增大,增加了阴离子在赤铁矿表面的竞争吸附,导致Cr(Ⅵ)流出加快。

(3)相同条件下,HNPs 的{001} 主导晶面吸附点位密度和吸附能力小于HNRs 的{110} 主导晶面,是Cr(Ⅵ)在HNPs 柱中滞留量小于HNRs 柱的决定因素。

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