周佳瑋，陳泉水，朱業(yè)安，羅太安

(1.東華理工大學 放射性地質(zhì)與勘探技術國防重點學科實驗室，江西 南昌 330013；2.東華理工大學 化學生物與材料科學學院，江西 南昌 330013)

廢水中常見離子對載鐵改性膨潤土吸附Cr(Ⅵ)的影響

周佳瑋1，2，陳泉水1，2，朱業(yè)安1，2，羅太安1，2

(1.東華理工大學 放射性地質(zhì)與勘探技術國防重點學科實驗室，江西 南昌 330013；2.東華理工大學 化學生物與材料科學學院，江西 南昌 330013)

載鐵改性膨潤土；廢水；常見離子；Cr(Ⅵ)；吸附

工業(yè)廢水中，重金屬鉻通常以六價陰離子形式存在[1]，是一種對人體健康及環(huán)境有極大威脅的污染物。目前，國內(nèi)外對吸附法處理含鉻廢水的研究主要集中在吸附劑的選擇及改性、吸附過程的影響因素、動力學和熱力學方面，而實際廢水成分較為復雜，除所需吸附的重金屬離子外還包含一些常見的陰、陽離子，目前，有關這些離子對鉻的吸附過程是否存在影響的研究不多。

1 試驗部分

1.1 樣品與試劑

載鐵改性膨潤土：取天然膨潤土80 g(過120目篩)，置于1 L燒杯中，加蒸餾水至刻度，電磁攪拌4 h后靜置分層約30 min，過濾并保留上層懸濁液。懸濁液中加入適量NaCl并保證其濃度為2 mol/L，振蕩24 h后用AgNO3離心洗滌至無氯離子后烘干。取烘干的鈉化膨潤土40 g置于1 mol/L FeCl3溶液中，電磁攪拌24 h后離心洗滌至無氯離子，獲得載鐵改性膨潤土，烘干后備用[2]。

Cr(Ⅵ)標準溶液：取0.282 7 g干燥K2Cr2O7置于1 000 mL容量瓶中，加蒸餾水溶解并稀釋至刻度，搖勻，此溶液中鉻質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL。取10 mL該溶液稀釋至1 000 mL，溶液中鉻質(zhì)量濃度為1.0 μg/mL。

其他試劑：NH4NO3，Na2CO3，Ca(NO3)2，Mg(NO3)2，NaHCO3，NaOH，HNO3，均為分析純。

1.2 試驗方法

試驗采用對照法，設置15組試驗和1組對照試驗(不添加其他離子)，每種陰、陽離子各3組(設置一定濃度梯度)，每組溶液Cr(Ⅵ)質(zhì)量濃度為0.05 mg/mL，改性膨潤土用量30 g/L。試驗過程中，用低濃度NaOH和HNO3溶液對溶液pH進行調(diào)整，并將試驗及對照組樣液置于恒溫振蕩器中(30 ℃，150 r/min)振蕩反應一定時間。采用二苯碳酰二肼分光光度法測定溶液吸光度，計算Cr(Ⅵ)吸附率。

2 試驗結果與討論

2.1 Ca2+、Mg2+濃度對載鐵改性膨潤土吸附Cr(Ⅵ)的影響

Ca2+和Mg2+在水體中容易形成CaO、MgO和Ca(OH)2、Mg(OH)2，是水硬度的重要指標[3]。試驗中選用Ca(NO3)2和Mg(NO3)2配制廢水，通過改變離子濃度及溶液pH，考察2種陽離子濃度對載鐵改性膨潤土吸附Cr(Ⅵ)的影響。試驗結果如圖1所示。

圖1 Ca2+(a)、Mg2+(b)濃度對載鐵改性膨潤土吸附Cr(Ⅵ)的影響

由圖1看出，Ca2+、Mg2+濃度對載鐵改性膨潤土吸附Cr(Ⅵ)的影響相似：溶液pH≤6時，Ca2+、Mg2+的存在會抑制載鐵改性膨潤土對Cr(Ⅵ)的吸附，但Ca2+濃度的影響無明顯規(guī)律，而Mg2+濃度越高影響越明顯；溶液pH≥7后，Ca2+、Mg2+的存在可提高改性膨潤土對Cr(Ⅵ)的吸附率，這種影響隨Ca2+濃度升高而增大，隨Mg2+濃度升高而減小。

圖濃度對載鐵改性膨潤土吸附Cr(Ⅵ)的影響

圖濃度對載鐵改性膨潤土吸附Cr(Ⅵ)的影響

2.4 Ca2+、Mg2+對試驗影響的分析

大量研究[6-9]表明:溶液中存在Ca2+、Mg2+等金屬陽離子時，這些離子會與膨潤土所要吸附的重金屬離子發(fā)生競爭吸附；同時，在pH較低的酸性條件下，溶液中還有較多H+，部分H+也會占據(jù)膨潤土的吸附位，同樣會對重金屬離子產(chǎn)生吸附競爭，從而降低膨潤土對重金屬離子的吸附效果。

廢水體系中存在平衡反應

3 結論

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[5] 俞凌云，盧艷青，安勝波.碳酸氫根和碳酸根檢測方法的研究發(fā)展[J].西部皮革，2010，32(19)：48-50.

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Effects of Common Ions on Adsorption of Cr(Ⅵ) in Wastewater by Fe-immobilized Modified Bentonite

ZHOU Jiawei1，2，CHEN Quanshui1，2，ZHU Yean1，2，LUO Taian1，2

(1.KeyLaboratoryforRadioactiveGeologyandExplorationTechnology,FundamentalScienceforNationalDefense，EastChinaUniversityofTechnology，Nanchang330013,China;2.SchoolofChemistry，BiologyandMaterialsScience，EastChinaUniversityofTechnology，Nanchang330013，China)

Fe-immobilized modified bentonite；wastewater；common ions；Cr(Ⅵ)；adsorption

2016-11-03

科技部國際合作項目(2015DFR61020)；江西省教育廳科技項目(GJJ14468)；江西省科技廳科技合作領域一般項目(20161BBH80052)；國防重點學科實驗室開放基金資助項目(2011RGET08)；東華理工大學校長基金理工類項目(DHXK201405)。

周佳瑋(1991-),男，江西南昌人，碩士研究生，主要研究方向為黏土吸附材料及環(huán)境分析化學。

X703

A

1009-2617(2017)04-0306-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.04.013