腐殖酸对重金属的吸附作用及金属竞争吸附特征

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本文以土壤中的主要成分腐殖酸(胡敏酸HA,富里酸FA)为吸附剂,研究了重金属离子Cu2+、Pb2+、Cd2+在胡敏酸(HA)、富里酸(FA)上的吸附特征,通过改变实验条件(温度、pH值)观察反应变化情况,并参考土壤中三种金属存在的本底值,进行了相应浓度的竞争吸附试验,结果表明:(1)在分离提纯腐殖酸时,表现为HA易提取,且提取量大,而FA的提取量较小,且含碳量也较HA少。(2)pH值是影响HA、FA对三种金属离子吸附的主要因素,吸附能力与pH值成正比,达到一定的范围吸附量不再增加,HA吸附的临界pH值为4.5、4.0、5.2;FA吸附的临界值pH为4.8、5.0、5.5。不同pH值下FA和HA对Cu2+、Pb2+、Cd2+的吸附规律大致相似。(3)温度也影响HA、FA对Cu2+、Pb2+、Cd2+吸附,表现为吸附率都是随着温度的升高而降低,单位吸附量也是随着温度的升高而降低的,影响规律呈现相似趋势。(4)从单一离子的吸附来看,HA、FA对Pb2+、Cu2+的吸附明显强于Cd2+,吸附强度大小顺序为Pb2+>Cu2+>Cd2+。Cu2+、Pb2+、Cd2+在HA上的吸附表现为Langmuir方程最佳(R2=0.9939、0.9925、0.9910),Temkin方程其次(R2=0.9798、0.9765、0.9347),Freundlich则拟合稍差(R2=0.9222、0.8400、0.9480);在FA上的吸附为Langmuir方程最佳(R2=0.9943、0.9786、0.9767),Freundlich方程拟合稍差(R2=0.9901、0.9786、0.9478),Temkin方程拟合最差(R2=0.9031、0.9352、0.8815)。(5)竞争离子的存在影响Cu2+、Pb2+、Cd2+在HA、FA上的吸附:竞争离子的存在会降低本身离子的吸附量,三种离子的互相竞争表现为吸附的降低量不同,但对于Cu2+和Cd2+在胡敏酸上的竞争吸附上的竞争比较特殊,随着溶液Cd2+初始浓度的增大,反而促进了Cu2+的吸附,这可能离子在竞争“吸附位”,从而表现出不同的吸附剂对三种离子具有选择性吸附。
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