硅/铝掺杂纤铁矿的表面性质及对F^-的吸附性能

作     者：方敦 王锐 许海娟 魏世勇 FANG Dun;WANG Rui;XU Haijuan;WEI Shiyong

作者机构：华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070 湖北民族大学化学与环境工程学院湖北恩施445000 

出 版 物：《环境污染与防治》 (Environmental Pollution & Control)

年 卷 期：2020年第42卷第3期

页      面：287-292页

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.41561053) 

主　　题：纤铁矿 硅 铝 掺杂 吸附 F^- 

摘      要：纤铁矿是土壤中重要的活性矿物组分,常与硅、铝元素共存,对土壤污染物的迁移有重要的影响。采用氧化水解法制备了不掺杂和硅、铝掺杂的纤铁矿(分别记为Lep、Si-Lep、Al-Lep),通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附/脱附、质子电位滴定等方法对样品进行表征和表面性质分析,并研究了3种样品对F^-的吸附性能。结果表明:与Lep相比,Si-Lep、Al-Lep的结晶度降低且铝掺杂显著抑制了纤铁矿向针铁矿转化。Lep、Si-Lep和Al-Lep的BET比表面积分别为25.37、28.18、32.51 m^2/g,孔体积、平均孔径和表面分形度均依次增大。Lep、Si-Lep和Al-Lep样品的电荷零点(pH PZC)依次为7.10、6.80、6.50;3种样品的表面羟基密度分别为0.33、0.32、0.36 mmol/g。Lep、Si-Lep和Al-Lep对F^-的最大吸附量分别为6.58、7.32、9.88 mg/g;与Lep相比,Si-Lep和Al-Lep对F^-的准二级动力学速率常数分别降低至0.013、0.014 g/(mg·min);Si-Lep对F^-的吸附亲和力增大,而Al-Lep对F^-的吸附亲和力降低。