【摘 要】
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粉煤灰和赤泥同属固体废弃物,特殊的结构与性质使它们的改性材料可用于吸附水中的重金属,从而实现固体废物资源化利用。本文对粉煤灰单独改性得到改性粉煤灰,对粉煤灰和赤泥以不同比例混合改性得到RM20、RM50和RM80三种改性材料。通过X射线荧光光谱分析、扫描电镜、能量色散X射线光谱、X射线衍射、比表面积、傅里叶红外光谱和振动样品磁强计对四种改性材料进行理化特性和结构的分析。将改性材料应用于水中单一体系
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粉煤灰和赤泥同属固体废弃物,特殊的结构与性质使它们的改性材料可用于吸附水中的重金属,从而实现固体废物资源化利用。本文对粉煤灰单独改性得到改性粉煤灰,对粉煤灰和赤泥以不同比例混合改性得到RM20、RM50和RM80三种改性材料。通过X射线荧光光谱分析、扫描电镜、能量色散X射线光谱、X射线衍射、比表面积、傅里叶红外光谱和振动样品磁强计对四种改性材料进行理化特性和结构的分析。将改性材料应用于水中单一体系和三元体系Pb、Cu、Cd的吸附实验中,分析投加量、p H、初始浓度、温度和吸附时间对去除率和吸附量的影响,并确定最佳吸附条件。通过等温吸附研究和吸附动力学,进一步分析改性材料对重金属的吸附机理。所得的结论如下:（1）改性粉煤灰具有更多的孔道结构和巨大的比表面积（20.22 m~2/g,粉煤灰的30倍）。赤泥自身比表面积较大,但赤泥中Fe2O3的含量较高,其硅铝骨架中的部分Al3+被Fe3+替代,当加入粉煤灰后,可以改变其Si/Al比,同时混合体系中Fe2O3含量下降,副作用降低,吸附能力提高。RM20、RM50、RM80的比表面积分别为29.66 m~2/g、32.51 m~2/g、63.83 m~2/g。（2）在单一体系中,改性粉煤灰、RM20、RM50、RM80对于水中重金属Pb、Cu和Cd的吸附去除能力均较强。当投加量为2g/L和p H=6时,改性粉煤灰对100mg/L的Pb、Cu、Cd溶液的平衡吸附量分别为49.90mg/g、48.71mg/g、48.00mg/g;RM20的分别为49.9mg/g、46.85mg/g、46.5mg/g;RM50的分别为49.92mg/g、49.36mg/g、48.87mg/g;RM80的分别为49.96mg/g、49.70mg/g、49.61mg/g,此时四种材料对水中重金属去除率均达到最高。拟二阶吸附动力学能够更好的表达Pb、Cu、Cd的吸附过程。与Freundlich等温线模型相比,Langmuir模型能更好的拟合吸附过程。（3）与单一体系相比,三元体系中Pb、Cu、Cd的平衡吸附量均降低,且Cu和Cd的降低程度高于Pb;改性材料对三种重金属的优先吸附顺序为Pb＞Cu＞Cd,Cd和Cu的吸附被Pb竞争性抑制。在三元体系中,当投加量为2g/L和p H=5时,改性粉煤灰对100mg/L的Pb、Cu、Cd溶液的平衡吸附量分别为49.39mg/g、40.49mg/g、26.18mg/g;RM20的分别为49.67mg/g、44.29mg/g、33.88mg/g;RM50的分别为49.67mg/g、46.57mg/g、36.10mg/g;RM80的分别为49.70mg/g、47.82mg/g、38.20mg/g,此时四种材料对水中重金属去除率均达到最高。与单一体系相同,三元体系中也是拟二阶吸附动力学和Langmuir模型能够更好的拟合Pb、Cu、Cd的吸附过程。（4）在单一体系和三元体系中,改性粉煤灰、RM20、RM50和RM80对于水中重金属Pb、Cu、Cd均具有良好的吸附去除效果。四种材料中RM80的吸附能力最强,比表面积最大,孔隙最多,且具备磁性,便于材料回收及二次利用。
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