改性天然含铁锰矿的除汞性能及改性机制研究

作     者：李传维 杜晓丽 曹爽 田周炀 郑倩 涂书新 LI Chuan-wei;DU Xiao-li;CAO Shuang;TIAN Zhou-yang;ZHENG Qian;TU Shu-xin

作者机构：北京建工环境修复股份有限公司北京100015 武汉芳笛环保股份有限公司湖北北武汉430000 武汉市生态环境科技中心湖北武汉430000 华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070 

出 版 物：《化学研究与应用》 (Chemical Research and Application)

年 卷 期：2024年第36卷第6期

页      面：1356-1366页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

主　　题：天然含铁锰矿 汞 吸附 改性 水合肼 

摘      要：汞是一种有毒金属元素,广泛存在于自然界的水体和土壤环境中。本研究以天然含铁锰矿(FMO)为研究对象,探究水合肼改性天然含铁锰矿(HFMO)的除汞性能及机制。结果表明,FMO主要由纤铁矿、菱锰矿和铁锰复合物等组成,其Fe、Mn含量分别为1.86%、45.61%;HFMO结构中的杂质显著减少,比表面积和孔隙率明显增加。FMO对汞的吸附受水体pH影响大,pH7时Hg(Ⅱ)去除率最高(75.3%);而改性后,HFMO的除汞性能大幅提高,且受pH影响小,在pH3-11范围内,Hg(Ⅱ)去除率稳定在98.2%-94.0%。经Langmuir模型拟合发现,FMO和HFMO对Hg(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为12.34、20.46mg·g^(-1)。同时改性HFMO对汞的吸附性能受陪伴离子影响较小。据FTIR、XPS等改性机制表征的数据推测,HFMO表面含有丰富的羟基,Hg(Ⅱ)主要与结构中的Fe-OH和Mn-OH结合。本研究提供了一种高效、低廉的天然含铁锰矿改性方法,对天然含铁锰矿在汞污染修复领域的应用具有重要的指导意义。