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Effects of metal cations on sorption-desorption of p-nitrophenol onto wheat ash

Journal of Environmental Sciences 2011年第1期23卷 112-118页

作者： YushengWang Zhiguo Pei Xiaoquan Shan Guangcai Chen Jing Zhang Yaning Xie Lirong Zheng State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology Research Center for Eco-Environmental Sciences Beijing 100085 China Research Institute of Subtropical Forestry Chinese Academy of Forestry Fuyang 311400 China Synchrotron Radiation Laboratory Institute of High Energy Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

The mutual effects of metal cations （Cu2＋, Pb2＋, Zn2＋, and Cd2＋） and p-nitrophenol （NP） on their adsorption desorption behavior onto wheat ash were studied. Results suggested that Cu2＋, Pb2＋, and Zn2＋ diminished the adsorption and increased the desorption of NP remarkably, while Cd2＋ had no such effect. In contrast, NP diminished the adsorption of Cu2＋, Pb2＋, and Zn2＋ onto ash, however, this suppression effect depended on the initial concentrations of metal cations. NP had no effect on Cd〉 adsorption on ash. Fourier transform infrared （FT-IR） and X-ray absorption spectroscopic （XAS） studies suggested the following mechanisms responsible for the metal suppression effect on NP adsorption：（1） large hydrated Cu2＋, Pb2＋, and Zn〉 shells occupied the surface of ash and prevent nonspecific adsorption of NP onto ash surface; （2） Cu2＋, Pb2＋, and Zn2＋ may block the micropores of ash, resulting in decreased adsorption of NP; （3） cornplexation of Cu2＋, Pb2＋, and Zn2＋ was likely via carboxyl, hydroxylic and phenolic groups of wheat ash and these same groups may also react with NP during adsorption. As a ＂soft acid＂, Cd2＋ is less efficient in the complexation of oxygencontaining acid groups than Cu2＋, Pb2＋, and Zn2＋. Thus, Cd2＋ had no effect on the adsorption of NP on wheat ash.

关键词： metal cations p-nitrophenol adsorption desorption wheat ash FT-IR XAS

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