酸和微波改性沸石对锌离子的吸附及动力学研究.pdf

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1、第1期矿产综合利用No．12015年2月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesICeb．2O15*挣}r}}}}锌栾咚问题讨论丰}{{÷}÷{{{{带酸和微波改性沸石对锌离子的吸附及动力学研究张秀兰，栗印环，张明歌，赵华敏(信阳师范学院化学化工学院，河南信阳464000)摘要：利用微波辐射技术和HCi对天然沸石进行改性，在单因素试验的基础上对改性条件进行了优化，得出沸石改性的较优试验条件为：HC1改性液浓度为1．5moL／L、微波功率640W、微波辐射时间6rain。研究了改性沸石对废水中zn“的吸附

2、性能、影响素及动力学过程，结果表明：当废水pH=7．0、常温、吸附时间为75min、改性沸石用量为10g／L时，对质量浓度为50mg／L的zn“的去除率达98．52％。Langmuir吸附模型能较好地模拟改性沸石对zn“的吸附过程，吸附动力学方程以准二级动力学方程的拟合效果最优。关键词：微波；改性沸石；吸附；Zn；吸附动力学doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2015．O1．016中图分类号：TD985；X705文献标志码：A文章编号：1000—6532(2015)01—0069—05随着工业的迅猛发展，越来越多的水资源受

3、到司；722型分光光度计，四川仪器九厂；SHA—C水浴不同程度的重金属离子污染。锌离子是一种累积性恒温振荡器，北京泰克仪器有限公司。毒物，如果含有锌离子的废水不加处理直接排放到1．2改性沸石的制备环境中，将会对人体健康造成很大的毒害。与传统取150mL一定浓度的HCI溶液于250mL具塞的治理含锌离子废水的方法相比，用环境矿物材料锥形瓶中，加入5g天然沸石，常温下以200r／min作为吸附剂处理含有锌离子的废水，具有成本低、设的转速于水浴恒温振荡器中振荡60min后，置于微备简单和无二次污染等优势¨。沸石是一类硅铝波炉中，在一定微波功率下加热一

4、段时间，取}H改性粘土矿物，由于其特殊的组成和结构决定了良好的沸石用去离子水多次洗涤至中性、抽滤，将其置于吸附性能和阳离子交换性能，是一种价廉易得的天100℃的烘箱内烘干，密封备用。然环境矿物材料。试验证明，对天然沸石进行适当1．3对Zn的吸附试验的改性处理可提高其吸附性能，本试验采用微取150mL浓度为50mg／L的含zn废水置于波辐射技术和盐酸对天然沸石进行改性处理，研究250mL具塞锥形瓶中，向其中加入1．5g改性沸石，改性沸石对废水中zn的吸附性能，探究较佳的改密闭振荡吸附120min，离心分离后，取上清液，采用性条件、吸附条件及吸附动

5、力学行为。双硫腙分光光度法分析其中残余zn的浓度，去除率(％)=[(C。-C)／C。]×100％。其中：c。为吸附前1试验部分Zn浓度(mg／L)，C为吸附后Zn浓度(mg／L)。1．1原料、试剂与仪器2结果与讨论沸石取自信阳上天梯非金属矿，研磨成粉末(一0．074mm)。试验所用的双硫腙、硝酸、盐酸、硫酸2．1改性条件优化锌、四氯化碳、乙酸钠、硫代硫酸钠均为分析纯。主2．1．1微波辐射时间要仪器：微波炉(800W)，广东格兰仕集团有限公采用浓度为1．5mol／L的盐酸，在320W微波收稿日期：2014—07—10基金项目：河南省科技厅科技攻关

6、项目(122102210248)作者简介：张秀兰(1968一)，女，剐教授，主要从事材料的结构和性能方面的研究。·70-矿产综合利用功率下微波辐射不同的时间，制得系列改性沸石，分波辐射6rain，制得系列改性沸石，分别用于吸附试别用于吸附试验，结果见图l。由图1可知，随着微验，结果见图3。图3表明，随着盐酸浓度的增大，波辐射时间的延长，改性沸石对zn的去除率逐渐改性沸石对zn的去除率逐渐升高，当盐酸浓度为升高，当微波辐射6min时，去除率达到最高。继续1．5moL／L时，去除率最高，继续增大盐酸的浓度，延长微波辐射时间，去除率反而降低。这可能是

7、因Zn的去除率反而降低，这是因为适当浓度的盐酸为在改性过程中，反应体系水量的减少，其同液比发改性沸石时，可以去除掉残留存沸石内部通道和孑L生了变化，改变了水热反应的条件，打破了沸石内部洞中的有机物和其他杂质，使TLN和通道的连通性的离子交换化学平衡，使沸石的离子交换容量下降，更好，同时H置换}}{半径较大的阳离子，拓宽了孔降低其吸附能力J。故选择微波时间为6min。道的有效空间。。‘。故选用盐酸浓度为1．5mol／L。时褂志盘NNHCI浓度／(tooL·L)图1微波辐射时间对改性沸石吸附性能的影响图3HC1浓度对改性沸石吸附性能的影响Fig．1

8、EffectsofmicrowavetimeonadsorptionFig．3EfectsofHCIconcentrationonadsorption