针铁矿及改性针铁矿对cu（ii）的吸附作用

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1、针铁矿及改性针铁矿对cu(ii)的吸附作用崔亚飞摘要：对针铁矿合成试验和针铁矿吸附Cti(II)进行了研究。针铁矿用“酸化法”制得，通过酸碱中和的方式所获得的针铁矿是微细针矿。针铁矿对Cu(II)具有强烈吸附作用，吸附率最高可达96%,并且由试验探究通过何种方法改性的针铁矿对Cu(II)的吸附效果最佳。关键词：针铁矿；吸附作用；Cu(II)；改性引言铜是人体所必需的微量元素，缺铜会导致贫血、腹泻等疾病，但过量摄入铜亦会产生危害。铜对水生生物危害较大，其毒性大小与形态有关。铜的主要污染源是电镀、五金加工、矿山开采、石油化工和化学工业等部门排放的废水。随着工业的发展，工厂排放的含铜

2、废水，废渣急剧增加，Cu(II)排入环境后不易除去而是在环境中长期积累，对生物和人体产生毒性作用；同时Cu(II)随着水的迁移，对周围的土壤及地下水造成严重的污染。矿物表面对Cu(II)的吸附作用与PH值，温度，离子强度，吸收时间有关。针铁矿对Cu(II)的吸附效果很好，它对Cu(II)的吸附可减轻环境污染问题。一、试验1.1针铁矿的制备将180ml5mol/L的氢氧化钠溶液快速滴加到100mllmol/L的硝酸铁溶液中，然后加入去离子水至2L,调节PH,约为12:放入600(2的烘箱里60h，期间进行慢速振荡；取出，对形成的黄褐色沉淀进行离心分离过滤，用去离子水冲洗至PH约为

3、7;最后在600(2下再干燥24h,形成的物质即为针铁矿。化学反应方程为：Fe(Oil)3=Fe()()II+II201.2腐殖酸改性针铁矿的制备腐殖酸用黑色生化腐殖酸(商业用)固体，采用湿包法包覆的方法，将黑色生化腐殖酸(商业用)固体溶解配置溶液，将其与制备的针铁矿按正交试验结果配比，充分混匀，在60°C条件下烘干，形成深褐色晶体，磨碎成粉末，即为腐殖酸改性针铁矿。1.3磷酸改性针铁矿的制备用合成的针铁矿配制溶液比为5g/L,背景电解质为0.ImoVLNaCl的？P敢海？向此储备液巾加一定量磷酸储备液使最终磷酸根浓度为6X10-4mol/L,振荡2d后分离，于40QC下烘干，

4、研磨后过160目筛备用。1.4负载铝改性针铁矿的制备称取适量的七水硫酸铝(A13+与Fe2+物质的量比为0.15)溶于一定量去离子水中，将混合液移入四口烧瓶置于恒温水浴中，温度恒定在38°C,同时通入氮气驱赶烧瓶中的空气。称取一定量Na2CO3溶于定量去离子水中，将Na2CO3溶液移入混合液中，并以3600i、/min的转速剧烈搅拌，使其充分混合。停止通入氮气，以2L/min的速度向溶液通入空气，维持150min,然后停止通入空气和搅拌。将桔黄色液体洗涤过滤6次，用无水乙醇脱水后置于鼓风干燥箱中，在38°C干燥至质量恒定。研磨干燥固体,过0.149mm筛，制成粉状吸附剂。1.5

5、针铁矿及改性针铁矿对铜离子的吸附试验取适量针铁矿在25°C下，PH值分别在4〜8范围内进行，针铁矿质量浓度为5g/L,溶液用量为250ml,含铜溶液初始浓度为5mg/ml。试验步骤：用0.lmol/LNa0H,0.1mol/LHCl调整溶液的PH值;将针铁矿每次加入50ml，直至100ml，或200ml;在震动搅拌机上以180r/min转至10h后，静置24h：测定上淸液中残余的Cu2+质量浓度。分别取适量改性针铁矿在25°C，PH值为7,针铁矿质量浓度为5g/L，溶液用量为250ml,含铜溶液初始浓度为5mg/ml条件下进行吸附试验。试验步骤：用0.Imol/LNaOH,0.

6、1mol/LHCl调整溶液的PH值为7;将针铁矿每次加入50ml，直至100ml，或200ml;在震动搅拌机上以180r/min转至10h后，静置24h:测定上淸液中残余的Cii2+质量浓度。二、试验结果2.1针铁矿吸附Cu2+试验表明，针铁矿对Cu2+的吸附作用随pH值变化，在6〜8范围内达到最大值96%，且随着Ph值的升高而稳定，详见图1。2.2改性针铁矿吸附Cu2+根据试验数据，在预设试验条件下，负载铝改性针铁矿对Cii2+的吸附率为92.62%：磷酸改性针铁矿对Cu2+的吸附率为88.10%:腐殖酸改性针铁矿对Cu2+的吸附率为89.65%o对比之下，负载铝改性针铁矿对

7、Cu2+的吸附效果最佳。详见图2。三、结果讨论针铁矿作为铁元素的一种自然矿物在自然界广泛存在，对包括Cu2+在内的众多重金属具有吸附作用，在实验室内可以通过“酸化法”制备。针铁矿对铜离子的吸附作用受pH值影响较人，pH值范围6〜8时，吸附率达到最大。通过对针铁矿进行改性制备，得到负载铝改性针铁矿、磷酸改性针铁矿、腐殖酸改性针铁矿。在相同实验条件下，负载铝改性针铁矿对Cu2+的吸附效果最佳