钢渣构筑Fe-CSH吸附溶液中Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)性能及机理

作     者：单书月 罗中秋 周新涛 尚波 田鑫聪 阎崔蓉 SHAN Shuyue;LUO Zhongqiu;ZHOU Xintao;SHANG Bo;TIAN Xincong;YAN Cuirong

作者机构：昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第10期

页      面：5867-5880页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(22366023) 国家钒钛资源综合利用国家重点实验室开放课题(2022P4FZG03A) 云南省“兴滇英才支持计划”青年人才专项(YNWR-QNBJ-2020-063) 昆明理工大学分析测试基金(2022T20160009) 

主　　题：钢渣 重金属 铁质水合硅酸钙 吸附性能 吸附机理 

摘      要：以钢渣为原位源、硅酸钠为活化剂合成多级孔结构的铁质水合硅酸钙(Fe-CSH),并将其作为吸附剂高效去除溶液中的Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)等重金属。重点探究初始溶液pH、Fe-CSH投加量和溶液初始浓度对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)吸附性能的影响,并通过吸附动力学、热力学以及X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积分析、X射线光电子能谱等手段对其吸附机理进行解析。结果表明,Fe-CSH对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附过程均符合拟二级动力学模型,对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型,而对Zn(Ⅱ)的吸附更符合Freundlich模型,去除容量分别为1546mg/g、483mg/g和369mg/g;通过物理吸附、离子交换、沉淀和配位络合等作用机制实现重金属Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的高效去除。本研究遵循“以废治废环保理念,对利用固体废弃物合成吸附剂的资源化利用和污水净化处理都具有重要意义。