Linde type FK 沸石对Cd2+的吸附性能研究

蒋澄宇等

摘要：利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金属Cd2+，考察了吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间对Cd2+吸附效果的影响，同时进行了吸附动力学数据模拟。结果表明：吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间均对Cd2+的去除率影响显著。随着吸附剂投加量的不断增大，Cd2+去除效果不断提高，饱和吸附量逐渐减小。初始pH值为7时沸石吸附Cd2+的去除率为100%。反应温度越高，沸石吸附Cd2+达到平衡的时间越短。Linde type F（K）沸石对Cd2+的吸附行为符合准二级反应动力学方程。

关键词：镉离子；粉煤灰；Linde type F（K）沸石；吸附

1引言

大量重金属污染物排向环境当中对生态环境和人体健康造成极其不利的影响，因此水体中重金属的有效去除成为研究热点[1，2]。镉（Cd）是环境中的剧毒重金属元素之一，镉污染是重金属污染中危害较大的一种。1984年联合国环境规划署（UNEP）提出的12种危害物质中就包含重金属镉[3，4]。镉的化合物大量用于生产颜料和荧光粉，镉广泛用于电镀及镀层防腐。镉通过三废排入环境，水体中的镉污染主要来自地表径流和工业废水。粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物。粉煤灰来源广泛，价格低廉，具有较大的比表面积和固体吸附剂性能[5，6]。近年来，利用粉煤灰作为吸附剂去除水中重金属离子的研究备受关注。已有研究表明，粉煤灰及其合成材料对水中重金属离子具有较好的去除能力[7-9]。本文利用粉煤灰合成的Linde type F（K）沸石（以下简称沸石）为基本吸附材料处理重金属Cd2+，研究吸附剂量、pH值、反应温度以及时间对Cd2+吸附效果的影响；同时对吸附数据进行拟合，考察沸石吸附Cd2+的吸附动力学方程。

32初始pH值的影响

为考察 pH 值对沸石吸附Cd2+的效果影响，实验调节吸附体系初始pH 值分别为污染物Cd2+的初始浓度为150mg/L，吸附剂投加量为4g/L，振荡12h后，观察pH值对去除率的影响。pH值是影响吸附过程的重要因素，不仅影响到吸附剂的表面电荷，还影响吸附剂和金属离子的存在状态，从而影响到它们的相互作用。

参考文献：

[1] 臧运波，武耐英壳聚糖及其衍生物对重金属离子吸附性能的影响[J]湖北农业科学，2013，52（1）：5～8

[2] 饶品华，张文启，李永峰，等氧化铝对水体中重金属离子吸附去除研究[J]水处理技术，2009，35（12）：71～74

[3] 任继平，李德发，张丽英镉毒性研究进展[J]动物营养学报，2003，15（1）：1～6

[4] 金焰，陈锋，李立忠，等重金属镉在土壤中的迁移及形态分布研究[J]环境科学与技术，2011，34（12）：447～450

[5] 蔡昌凤，徐建平矿区电厂粉煤灰物化特性与吸附特性关联研究[J]安徽工程科技学院学报，2005，20（4）：1～4

[6] 王金梅，王庆生，刘长占，等粉煤灰的改性及吸附作用的研究[J]工业用水与废水，2005，36（1）：44～47

[7] Wei Q，Ying ZRemoval of lead，copper，nickel，cobalt，and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash[J]Chemical Engineering Journal，2009（145）：483～488

[8] 周利民，刘峙嵘，黄群武粉煤灰对二价金属离子的吸附特性[J]煤炭学报，2007，32（4）：416～419

[9] 崔杏雨，陈树伟，闫晓亮，等粉煤灰合成Na-X沸石去除废水中镍离子的研究[J]燃料化学学报，2009，37（6）：752～756

[10] Miyaji F，Murakami T，Suyama YFormation of linde F zeolite by KOH treatment of coal fly ash[J]Journal of the Ceramic Society of Japan，2009，117（5）：619～622

[11] Chen C，Cheng TApplication of Avrami Equation to Kinetics Analysis of Fly Ash Based Linde F （K） Zeolite[J]Asian journal of Chemistry，2013，25（4）：1811～1813

Abstract：This study conducts an experiment to examine the adsorption of Cd2+ through synthesizing Linde type F（K）zeolite from coal fly ash，and investigates the adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperature and time，and the adsorption kinetics equationThe results show thatthe adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperatureand reaction time have significant effects on the removal of Cd2+With the increasing of the adsorbent dosage，the removal rate of Cd2+is improved，and the saturated adsorption capacityis decreased graduallyThe removal rate of Cd2+reaches 100% when the initial pH is 7The equilibration time of adsorption is shorter with the increased of reaction temperatureThe reaction of adsorption on Linde type F（K）zeoliteto Cd2+matches the pseudo-second class reaction kinetics model

Key words：cadmium irons；coal fly ash；Linde type F（K）zeolite；adsorptionendprint

摘要：利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金属Cd2+，考察了吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间对Cd2+吸附效果的影响，同时进行了吸附动力学数据模拟。结果表明：吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间均对Cd2+的去除率影响显著。随着吸附剂投加量的不断增大，Cd2+去除效果不断提高，饱和吸附量逐渐减小。初始pH值为7时沸石吸附Cd2+的去除率为100%。反应温度越高，沸石吸附Cd2+达到平衡的时间越短。Linde type F（K）沸石对Cd2+的吸附行为符合准二级反应动力学方程。

关键词：镉离子；粉煤灰；Linde type F（K）沸石；吸附

1引言

大量重金属污染物排向环境当中对生态环境和人体健康造成极其不利的影响，因此水体中重金属的有效去除成为研究热点[1，2]。镉（Cd）是环境中的剧毒重金属元素之一，镉污染是重金属污染中危害较大的一种。1984年联合国环境规划署（UNEP）提出的12种危害物质中就包含重金属镉[3，4]。镉的化合物大量用于生产颜料和荧光粉，镉广泛用于电镀及镀层防腐。镉通过三废排入环境，水体中的镉污染主要来自地表径流和工业废水。粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物。粉煤灰来源广泛，价格低廉，具有较大的比表面积和固体吸附剂性能[5，6]。近年来，利用粉煤灰作为吸附剂去除水中重金属离子的研究备受关注。已有研究表明，粉煤灰及其合成材料对水中重金属离子具有较好的去除能力[7-9]。本文利用粉煤灰合成的Linde type F（K）沸石（以下简称沸石）为基本吸附材料处理重金属Cd2+，研究吸附剂量、pH值、反应温度以及时间对Cd2+吸附效果的影响；同时对吸附数据进行拟合，考察沸石吸附Cd2+的吸附动力学方程。

32初始pH值的影响

为考察 pH 值对沸石吸附Cd2+的效果影响，实验调节吸附体系初始pH 值分别为污染物Cd2+的初始浓度为150mg/L，吸附剂投加量为4g/L，振荡12h后，观察pH值对去除率的影响。pH值是影响吸附过程的重要因素，不仅影响到吸附剂的表面电荷，还影响吸附剂和金属离子的存在状态，从而影响到它们的相互作用。

参考文献：

[1] 臧运波，武耐英壳聚糖及其衍生物对重金属离子吸附性能的影响[J]湖北农业科学，2013，52（1）：5～8

[2] 饶品华，张文启，李永峰，等氧化铝对水体中重金属离子吸附去除研究[J]水处理技术，2009，35（12）：71～74

[3] 任继平，李德发，张丽英镉毒性研究进展[J]动物营养学报，2003，15（1）：1～6

[4] 金焰，陈锋，李立忠，等重金属镉在土壤中的迁移及形态分布研究[J]环境科学与技术，2011，34（12）：447～450

[5] 蔡昌凤，徐建平矿区电厂粉煤灰物化特性与吸附特性关联研究[J]安徽工程科技学院学报，2005，20（4）：1～4

[6] 王金梅，王庆生，刘长占，等粉煤灰的改性及吸附作用的研究[J]工业用水与废水，2005，36（1）：44～47

[7] Wei Q，Ying ZRemoval of lead，copper，nickel，cobalt，and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash[J]Chemical Engineering Journal，2009（145）：483～488

[8] 周利民，刘峙嵘，黄群武粉煤灰对二价金属离子的吸附特性[J]煤炭学报，2007，32（4）：416～419

[9] 崔杏雨，陈树伟，闫晓亮，等粉煤灰合成Na-X沸石去除废水中镍离子的研究[J]燃料化学学报，2009，37（6）：752～756

[10] Miyaji F，Murakami T，Suyama YFormation of linde F zeolite by KOH treatment of coal fly ash[J]Journal of the Ceramic Society of Japan，2009，117（5）：619～622

[11] Chen C，Cheng TApplication of Avrami Equation to Kinetics Analysis of Fly Ash Based Linde F （K） Zeolite[J]Asian journal of Chemistry，2013，25（4）：1811～1813

Abstract：This study conducts an experiment to examine the adsorption of Cd2+ through synthesizing Linde type F（K）zeolite from coal fly ash，and investigates the adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperature and time，and the adsorption kinetics equationThe results show thatthe adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperatureand reaction time have significant effects on the removal of Cd2+With the increasing of the adsorbent dosage，the removal rate of Cd2+is improved，and the saturated adsorption capacityis decreased graduallyThe removal rate of Cd2+reaches 100% when the initial pH is 7The equilibration time of adsorption is shorter with the increased of reaction temperatureThe reaction of adsorption on Linde type F（K）zeoliteto Cd2+matches the pseudo-second class reaction kinetics model

Key words：cadmium irons；coal fly ash；Linde type F（K）zeolite；adsorptionendprint

摘要：利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金属Cd2+，考察了吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间对Cd2+吸附效果的影响，同时进行了吸附动力学数据模拟。结果表明：吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间均对Cd2+的去除率影响显著。随着吸附剂投加量的不断增大，Cd2+去除效果不断提高，饱和吸附量逐渐减小。初始pH值为7时沸石吸附Cd2+的去除率为100%。反应温度越高，沸石吸附Cd2+达到平衡的时间越短。Linde type F（K）沸石对Cd2+的吸附行为符合准二级反应动力学方程。

关键词：镉离子；粉煤灰；Linde type F（K）沸石；吸附

1引言

大量重金属污染物排向环境当中对生态环境和人体健康造成极其不利的影响，因此水体中重金属的有效去除成为研究热点[1，2]。镉（Cd）是环境中的剧毒重金属元素之一，镉污染是重金属污染中危害较大的一种。1984年联合国环境规划署（UNEP）提出的12种危害物质中就包含重金属镉[3，4]。镉的化合物大量用于生产颜料和荧光粉，镉广泛用于电镀及镀层防腐。镉通过三废排入环境，水体中的镉污染主要来自地表径流和工业废水。粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物。粉煤灰来源广泛，价格低廉，具有较大的比表面积和固体吸附剂性能[5，6]。近年来，利用粉煤灰作为吸附剂去除水中重金属离子的研究备受关注。已有研究表明，粉煤灰及其合成材料对水中重金属离子具有较好的去除能力[7-9]。本文利用粉煤灰合成的Linde type F（K）沸石（以下简称沸石）为基本吸附材料处理重金属Cd2+，研究吸附剂量、pH值、反应温度以及时间对Cd2+吸附效果的影响；同时对吸附数据进行拟合，考察沸石吸附Cd2+的吸附动力学方程。

32初始pH值的影响

为考察 pH 值对沸石吸附Cd2+的效果影响，实验调节吸附体系初始pH 值分别为污染物Cd2+的初始浓度为150mg/L，吸附剂投加量为4g/L，振荡12h后，观察pH值对去除率的影响。pH值是影响吸附过程的重要因素，不仅影响到吸附剂的表面电荷，还影响吸附剂和金属离子的存在状态，从而影响到它们的相互作用。

参考文献：

[1] 臧运波，武耐英壳聚糖及其衍生物对重金属离子吸附性能的影响[J]湖北农业科学，2013，52（1）：5～8

[2] 饶品华，张文启，李永峰，等氧化铝对水体中重金属离子吸附去除研究[J]水处理技术，2009，35（12）：71～74

[3] 任继平，李德发，张丽英镉毒性研究进展[J]动物营养学报，2003，15（1）：1～6

[4] 金焰，陈锋，李立忠，等重金属镉在土壤中的迁移及形态分布研究[J]环境科学与技术，2011，34（12）：447～450

[5] 蔡昌凤，徐建平矿区电厂粉煤灰物化特性与吸附特性关联研究[J]安徽工程科技学院学报，2005，20（4）：1～4

[6] 王金梅，王庆生，刘长占，等粉煤灰的改性及吸附作用的研究[J]工业用水与废水，2005，36（1）：44～47

[7] Wei Q，Ying ZRemoval of lead，copper，nickel，cobalt，and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash[J]Chemical Engineering Journal，2009（145）：483～488

[8] 周利民，刘峙嵘，黄群武粉煤灰对二价金属离子的吸附特性[J]煤炭学报，2007，32（4）：416～419

[9] 崔杏雨，陈树伟，闫晓亮，等粉煤灰合成Na-X沸石去除废水中镍离子的研究[J]燃料化学学报，2009，37（6）：752～756

[10] Miyaji F，Murakami T，Suyama YFormation of linde F zeolite by KOH treatment of coal fly ash[J]Journal of the Ceramic Society of Japan，2009，117（5）：619～622

[11] Chen C，Cheng TApplication of Avrami Equation to Kinetics Analysis of Fly Ash Based Linde F （K） Zeolite[J]Asian journal of Chemistry，2013，25（4）：1811～1813

Abstract：This study conducts an experiment to examine the adsorption of Cd2+ through synthesizing Linde type F（K）zeolite from coal fly ash，and investigates the adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperature and time，and the adsorption kinetics equationThe results show thatthe adsorbent dosage，initial pH，the reaction temperatureand reaction time have significant effects on the removal of Cd2+With the increasing of the adsorbent dosage，the removal rate of Cd2+is improved，and the saturated adsorption capacityis decreased graduallyThe removal rate of Cd2+reaches 100% when the initial pH is 7The equilibration time of adsorption is shorter with the increased of reaction temperatureThe reaction of adsorption on Linde type F（K）zeoliteto Cd2+matches the pseudo-second class reaction kinetics model

Key words：cadmium irons；coal fly ash；Linde type F（K）zeolite；adsorptionendprint