【摘 要】
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重金属离子水污染已经成为21世纪社会必须解决的全球挑战之一。铬被认为是毒性最大的重金属污染物之一,铬主要存在于水介质中的两种常见的氧化态是Cr（Ⅵ）和Cr（III）。采用吸附法处理有毒重金属,具有效率高,成本效益低,易于操作等优势,在实际生产中被广泛应用于废水中的重金属治理。本文通过对甘肃临泽的高含量铁的凹凸棒土,俄罗斯的次石墨进行简单的处理和实验方法,成功制备出Fe-ZSM-5吸附剂、改性次石墨
【基金项目】
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国家自然科学基金（NSFC,42061134018、42011530085和41877323）； 四川省科技计划项目（批准号:2019JDJQ0056）；
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重金属离子水污染已经成为21世纪社会必须解决的全球挑战之一。铬被认为是毒性最大的重金属污染物之一,铬主要存在于水介质中的两种常见的氧化态是Cr（Ⅵ）和Cr（III）。采用吸附法处理有毒重金属,具有效率高,成本效益低,易于操作等优势,在实际生产中被广泛应用于废水中的重金属治理。本文通过对甘肃临泽的高含量铁的凹凸棒土,俄罗斯的次石墨进行简单的处理和实验方法,成功制备出Fe-ZSM-5吸附剂、改性次石墨吸附剂和Fe-ZSM-5/次石墨复合吸附剂,并对其进行表征分析,探究其对Cr（Ⅵ）的吸附作用,以及各因素对吸附性能的影响。本文的主要研究内容如下:（1）凹凸棒土和次石墨的基本矿物学表征。使用XRD、XRF和SEM对凹凸棒石黏土和次石墨进行了基本矿物学表征,确定了其物质组成和微观基本形貌。（2）Fe-ZSM-5的制备及其对Cr（Ⅵ）的吸附作用。用凹凸棒石黏土为主要原料,采用水热法,研究了不同条件对Fe-ZSM-5合成的影响,最终,在最佳条件下所得的FeZSM-5为吸附剂,考察对Cr（Ⅵ）的吸附性能及吸附机理研究。通过研究发现,其吸附动力学过程更加符合准二级模型,在Fe-ZSM-5吸附的过程中,化学吸附起到了主要的作用,在180min中的最大吸附容量为31.32mg/g。（3）改性次石墨吸附Cr（Ⅵ）。使用次石墨碳材料岩石为原料,制备出次石墨多孔材料,将其作为吸附材料。Cr（Ⅵ）在改性次石墨上的吸附过程更加符合准一级模型,在改性次石墨吸附的过程中,物理吸附起主导的作用。Langmuir等温线能够较好的描述改性次石墨对Cr（Ⅵ）的吸附,表明了Cr（Ⅵ）在改性次石墨上的吸附更加趋向于单层吸附,改性次石墨上的吸附的最大容量位35.43mg/g。经过五次循环后,其吸附性能达到原始的78%。（4）合成了Fe-ZSM-5/次石墨复合吸附剂,Cr（Ⅵ）在Fe-ZSM-5/次石墨复合吸附上的吸附过程更加符合准二级模型,在Fe-ZSM-5/次石墨的过程中,化学吸附起主导的作用,物理吸附起次要作用。Langmuir等温线能够较好的描述,表明了Cr（Ⅵ）在Fe-ZSM-5/次石墨的吸附更加趋向于单层吸附。计算出Cr（Ⅵ）在改性次石墨上的吸附的最大容量位41.58mg/g,数据与实验所得数据较为吻合。经过五次循环后,其吸附容量从45.62mg/g下降到33.82mg/g。
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