劉文寶 丁 睿 劉文剛 李維超 張 覃 沈巖柏 劉睿哲

(1.貴州科學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550001;2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110819)

隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,重金屬離子對(duì)水資源的污染問題逐年嚴(yán)重。 高濃度的重金屬離子對(duì)人類的生產(chǎn)和生活及動(dòng)植物的生長(zhǎng)造成了嚴(yán)重的危害。 重金屬?gòu)U水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍等企業(yè)排出的廢水。 廢水未經(jīng)合理處理亂排亂放,導(dǎo)致水體中重金屬含量超標(biāo)。 溶液中的重金屬具有不可生物降解性,其在水體中會(huì)不斷累積[1]。 銅離子(Cu2+)是水體中的典型重金屬污染物,其會(huì)影響植物的光合作用,嚴(yán)重危害我國(guó)農(nóng)林業(yè)的發(fā)展。 此外,濃度超標(biāo)的Cu2+也會(huì)對(duì)人體器官產(chǎn)生嚴(yán)重影響,極大地危害人類的身體健康[2-4]。 因此,廢水中Cu2+高效處理技術(shù)的研發(fā)一直是研究熱點(diǎn)。

吸附法具有操作簡(jiǎn)單、去除效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、吸附劑可重復(fù)利用、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)[5]。 而吸附劑是吸附法去除Cu2+的關(guān)鍵所在。 通常,高效Cu2+吸附劑應(yīng)具備吸附容量大、吸附速度快、抗干擾能力強(qiáng)、來源廣泛等特點(diǎn)[6-9]。 蛇紋石儲(chǔ)量豐富,具有較高的比表面積,近年來已廣泛用于水體中重金屬離子的去除[10-12]。 蛇紋石制備吸附劑的研究主要集中在直接使用與熱改性兩方面。 例如齊男等[13]將700.0 ℃熱活化改性后的蛇紋石作為吸附劑用于水中Cd2+的吸附研究,結(jié)果表明熱改性后蛇紋石的吸附性能明顯好于未處理過的蛇紋石。 直接使用蛇紋石為吸附劑吸附水中的重金屬離子時(shí),吸附時(shí)間長(zhǎng)且吸附效果差,而熱改性蛇紋石所需要的高溫會(huì)提高吸附劑的制備成本。 目前,以低成本蛇紋石尾礦或其浸出渣為原料制備吸附劑的研究鮮有報(bào)道。 因此,本文以蛇紋石酸浸尾渣(ALS)為研究對(duì)象,通過堿浸改性制備改性蛇紋石尾渣吸附材料(AALS),研究其堿浸改性機(jī)理,并將其用于含Cu2+廢水的處理,探究AALS 對(duì)Cu2+的吸附規(guī)律,以期為蛇紋石功能性材料的低成本制備和高效吸附重金屬Cu2+提供新思路。

1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

1.1 試劑與材料

試驗(yàn)過程中所需藥品主要有五水硫酸銅、氫氧化鈉、銅試劑、鹽酸、四水氯化錳、無(wú)水乙醇、過氧化氫、氨水、氯化銨,以上藥品均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;聚丙烯酰胺購(gòu)自天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

試驗(yàn)所用原料為遼寧鞍山某玉石加工廠廢棄物料庫(kù)的蛇紋石,經(jīng)酸浸后的尾渣為白色粉末狀固體,化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 蛇紋石酸浸尾渣化學(xué)多元素分析結(jié)果Table 1 Chemical multielement analysis results of serpentine acid leaching tailings%

從表1 可以看出,蛇紋石酸浸后的尾渣主要組分為SiO2,以無(wú)定型二氧化硅為主,具有多孔結(jié)構(gòu)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 AALS 制備

取1.0 g 蛇紋石酸浸尾渣(ALS),加入到20. 0 mL 一定濃度的改性劑(氫氧化鈉)溶液中,在一定溫度下反應(yīng);反應(yīng)結(jié)束后過濾得到改性后的尾渣,并用去離子水洗至中性,隨后在100.0 ℃的真空干燥箱中干燥24.0 h,制得堿浸改性蛇紋石尾渣吸附材料,即AALS。

1.2.2 Cu2+濃度測(cè)定方法

采用銅試劑光度法[14]測(cè)定溶液中的Cu2+濃度,即利用銅試劑與Cu2+在弱堿性(pH=8～10)條件下發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),使溶液中的Cu2+產(chǎn)生顯色反應(yīng);隨后采用紫外分光光度計(jì),測(cè)定該溶液在波長(zhǎng)452.0 nm處的吸光度;最后,通過預(yù)先繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到溶液中Cu2+的濃度,計(jì)算Cu2+的吸附率和吸附量。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 AALS 的制備優(yōu)化研究

稱取0.10 g 的AALS 加入到50.0 mL Cu2+濃度為50.0 mg/L 的溶液中,固定吸附時(shí)間為15.0 min,吸附溫度為25.0 ℃,分別考察改性溫度、改性劑用量和改性時(shí)間對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響。

2.1.1 改性溫度對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響

取1.0 g 的ALS 和20.0 mL 去離子水置于反應(yīng)容器中,加入0.160 g 改性劑氫氧化鈉,固定改性時(shí)間為120.0 min,考察改性溫度對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖1 所示。

圖1 改性溫度對(duì)吸附Cu2+的影響Fig.1 Effect of modification temperature on the adsorption of copper ions

由圖1 可知,隨著改性溫度的升高,AALS 對(duì)溶液中Cu2+的吸附率和吸附量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),但變化幅度不大;當(dāng)改性溫度為30.0 ℃時(shí),制備出的AALS 對(duì)Cu2+的吸附率為95.47%,隨著改性溫度升高至90.0 ℃時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附效果達(dá)到最好,其吸附率為98.45%,吸附量為24.97 mg/g。雖然隨著改性溫度的升高,制備的AALS 對(duì)Cu2+的吸附率有所增加,但是增加的效果并不明顯,并不能彌補(bǔ)改性時(shí)升高溫度所帶來的成本提高的問題。 綜合考慮吸附效果和成本,后續(xù)堿浸改性試驗(yàn),選擇改性溫度為30.0 ℃。

2.1.2 氫氧化鈉用量對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響

取1.0 g 的ALS 和20.0 mL 去離子水置于反應(yīng)容器中,固定改性溫度為30.0 ℃,改性時(shí)間為120.0 min,考察氫氧化鈉用量對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖2 所示。

圖2 氫氧化鈉用量對(duì)吸附Cu2+的影響Fig.2 Effects of modifier dosage on the adsorption of copper ions

由圖2 可知,隨著氫氧化鈉用量的增加,制備出的AALS 對(duì)溶液中Cu2+的吸附率和吸附量均呈現(xiàn)先增加后趨于緩慢波動(dòng)的趨勢(shì);當(dāng)氫氧化鈉用量為0.04 g 時(shí),制備出的AALS 對(duì)Cu2+的吸附率為80.05%;隨著氫氧化鈉用量增加到0.12 g 時(shí),AALS對(duì)Cu2+的吸附率可達(dá)95.56%,隨著氫氧化鈉用量的繼續(xù)增加,AALS 對(duì)Cu2+的吸附性能總體呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢(shì)。 這可能的原因是,當(dāng)氫氧化鈉的用量較小時(shí),隨著溶液中氫氧化鈉含量的增加可以侵蝕更多的SiO2,進(jìn)而使ALS 的比表面積增大,增加吸附材料的活性位點(diǎn);當(dāng)氫氧化鈉的用量達(dá)到一定程度后,增加氫氧化鈉用量可能會(huì)導(dǎo)致其與ALS 中所含其他金屬離子(如Ca、Al 和Fe 等)反應(yīng),在AALS 表面和孔隙中生成沉淀,進(jìn)而導(dǎo)致吸附性能的降低。 因此,后續(xù)堿浸改性試驗(yàn),選擇氫氧化鈉用量為0.12 g。

2.1.3 改性時(shí)間對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響

取1.0 g 的ALS 和20.0 mL 去離子水置于反應(yīng)容器中,加入0.12 g 氫氧化鈉,固定改性溫度為30.0℃,考察改性時(shí)間對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖3 所示。

圖3 改性時(shí)間對(duì)吸附Cu2+的影響Fig.3 Effects of modification time on the adsorption of copper ions

由圖3 可知,隨著改性時(shí)間的延長(zhǎng),制備出的AALS 對(duì)溶液中Cu2+的吸附率和吸附量均呈現(xiàn)先增加后緩慢降低的趨勢(shì);當(dāng)改性時(shí)間為30.0 min 時(shí),制備出的AALS 對(duì)Cu2+的吸附率為89.83%;隨著改性時(shí)間的延長(zhǎng),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率逐漸增加,當(dāng)改性時(shí)間為90.0 min 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率和吸附量分別為93. 37%和23. 99 mg/g;在改性時(shí)間為120.0 min 時(shí),其對(duì)Cu2+的吸附率和吸附量均達(dá)到最大,分別為95. 56%和24. 56 mg/g,增加幅度較小。綜合考慮吸附效果和成本,后續(xù)堿浸改性試驗(yàn),選擇改性時(shí)間為90.0 min。

綜上,AALS 的最優(yōu)改性條件為:改性劑氫氧化鈉用量為0.12 g(ALS 與改性劑質(zhì)量比為1 ∶0.12),改性溫度為30.0 ℃,改性時(shí)間為90.0 min。

2.2 AALS 的表征

2.2.1 掃描電鏡分析

通過掃描電子顯微鏡對(duì)改性前后蛇紋石尾渣的微觀形貌進(jìn)行表征,結(jié)果如圖4 所示。 由圖4 可知,ALS 呈現(xiàn)為不規(guī)則的鱗片狀結(jié)構(gòu),表面比較平整,邊緣規(guī)則;而改性制備的AALS 結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化,其片狀結(jié)構(gòu)發(fā)生崩塌,碎裂成不規(guī)則的小塊,表面變得更加粗糙。 這是由于ALS 表面的SiO2在氫氧化鈉作用下被刻蝕,其內(nèi)部所含的MgO 等物質(zhì)在堿浸過程中被部分溶解[15],從而使堿浸改性后得到的AALS表面出現(xiàn)更多溝槽,表面變得更粗糙,從而具有更高的比表面積。 通過Quadrasorb SI 全自動(dòng)比表面積與孔隙度分析儀測(cè)定改性前后蛇紋石尾渣的比表面積。未經(jīng)改性的ALS 比表面積為22.62 m2/g,而堿浸改性后得到的AALS 的比表面積為67.19 m2/g,比表面積顯著增大,因此,堿浸改性能夠提高蛇紋石尾渣的比表面積,進(jìn)而可以提高蛇紋石尾渣的吸附性能。

圖4 改性前后蛇紋石尾渣的掃描電子顯微鏡圖像Fig.4 Scanning electron microscope image of serpentine tailings before and after modification

2.2.2 X 射線衍射分析

通過X 射線衍射(XRD)分析對(duì)改性前后蛇紋石尾渣的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,結(jié)果如圖5 所示。 由圖5可知,堿浸改性后的AALS 在衍射角2θ為23°、27°、36°附近的SiO2衍射峰變?nèi)鮗16],而在2θ為23°附近的SiO2衍射峰變寬,說明堿浸改性后的AALS 晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定變化。 而在2θ為12° 附近的3MgO·2SiO2·2H2O 特征峰變?nèi)?說明了AALS 內(nèi)部的3MgO·2SiO2·2H2O 也被破壞。 上述分析結(jié)果表明,堿浸改性破壞了蛇紋石尾渣的晶體結(jié)構(gòu),使晶格斷裂形成更多高能鍵,其與水分子形成表面基團(tuán),可以為蛇紋石尾渣提供更多的吸附位點(diǎn)。

圖5 改性前后蛇紋石尾渣的XRD 圖Fig.5 XRD pattern of serpentine tailings before and after modification

2.2.3 傅里葉紅外光譜分析

通過傅里葉紅外光譜(FTIR)分析了堿浸改性前后蛇紋石尾渣表面特征官能團(tuán)的變化,結(jié)果如圖6 所示。 由圖6 可知,在1 100 cm-1處的強(qiáng)吸收峰為硅氧四面體中的Si—O—Si 反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰[17-18],在800 cm-1處的峰為無(wú)定形SiO2對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰,而在528 cm-1處的峰為MgO 的伸縮振動(dòng)峰[19]。 而ALS 經(jīng)堿浸改性后,在1 605 cm-1處和3 450 cm-1處的吸收峰出現(xiàn)了偏移,這說明其所含的Si—O—Si 和Si—O 基團(tuán)在堿浸改性過程中參與了反應(yīng)[20],這與XRD 的分析結(jié)果一致。

圖6 改性前后蛇紋石尾渣的FTIR 圖譜Fig.6 FTIR spectra of serpentine tailings before and after modification

2.3 不同因素對(duì)AALS 吸附Cu2+的影響

為了進(jìn)一步評(píng)估改性吸附材料AALS 對(duì)Cu2+吸附性能,采用單因素條件試驗(yàn),分別考察了AALS 不同用量、吸附時(shí)間、溶液pH 值、Cu2+濃度對(duì)AALS 吸附Cu2+性能的影響。

2.3.1 AALS 用量試驗(yàn)

固定吸附時(shí)間為15.0 min,溶液pH 值為5.39,Cu2+初始濃度為50.0 mg/L,考察了AALS 用量對(duì)吸附Cu2+效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖7 所示。

圖7 AALS 用量對(duì)吸附Cu2+的影響Fig.7 Effects of AALS dosage on adsorption of copper ion

由圖7 可知,當(dāng)AALS 用量為0.05 g 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率為83.11%。 隨著AALS 用量的增加,AALS 對(duì)Cu2+的吸附率逐漸增加。 當(dāng)AALS 用量為0.15 g 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率為94.85%。 當(dāng)繼續(xù)增加AALS 用量到0.25 g 時(shí),Cu2+的吸附率增加至95.04%,僅僅增加了0. 19 個(gè)百分點(diǎn)。 此外,隨著AALS 用量的增加,AALS 對(duì)Cu2+的吸附量也隨之減少。 這是由于溶液中Cu2+濃度不變,盡管吸附位點(diǎn)也隨著AALS 用量的增加而增加,但單位質(zhì)量吸附劑的吸附量會(huì)降低。 因此,選擇AALS 用量為0.15 g,此時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附量為17.67 mg/g。

2.3.2 吸附時(shí)間試驗(yàn)

固定AALS 用量為0.15 g,溶液pH 值為5.39,Cu2+初始濃度為50. 0 mg/L,考察了吸附時(shí)間對(duì)AALS 吸附Cu2+效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖8 所示。

圖8 吸附時(shí)間對(duì)吸附Cu2+的影響Fig.8 Effects of adsorption time on adsorption of copper ion

由圖8 可知,隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率和吸附量均呈現(xiàn)先增加后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì);當(dāng)吸附時(shí)間為2.0 min 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率為82.79%;隨著吸附時(shí)間延長(zhǎng)到15.0 min,AALS對(duì)Cu2+的吸附率可達(dá)94.85%,隨著吸附時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng),AALS 對(duì)Cu2+的吸附性能總體呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢(shì)。 吸附反應(yīng)初始階段溶液中Cu2+濃度較大,對(duì)AALS 孔隙中的擴(kuò)散推動(dòng)作用比較大,可以對(duì)溶液中的Cu2+實(shí)現(xiàn)快速吸附;而隨著吸附時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng),溶液中殘留的Cu2+濃度逐漸減小,濃度差的推動(dòng)作用逐漸降低,而AALS 表面活性基團(tuán)也逐漸達(dá)到吸附飽和,因此Cu2+吸附率趨于平衡。 當(dāng)吸附時(shí)間為15.0 min 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附量為17.67 mg/g,此時(shí)AALS 對(duì)Cu2+的吸附也基本達(dá)到平衡。 因此,選擇吸附時(shí)間為15.0 min。

2.3.3 溶液pH 值試驗(yàn)

固定AALS 用量為0. 15 g,吸附時(shí)間為15. 0 min,Cu2+初始濃度為50.0 mg/L,考察了溶液pH 值對(duì)AALS 吸附Cu2+效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。

圖9 溶液pH 值對(duì)吸附Cu2+的影響Fig.9 Effects of solution pH value on adsorption of copper ions

由圖9 可知,隨著溶液pH 值的增大,AALS 對(duì)Cu2+的吸附率和吸附量均呈現(xiàn)先增加后趨于緩慢波動(dòng)的趨勢(shì);當(dāng)溶液pH 值為2.0 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率為54. 04%;隨著溶液pH 值的增大,AALS 對(duì)Cu2+的吸附率逐漸增加,當(dāng)溶液pH 值為5. 39 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率和吸附量分別為94. 85%和17.67 mg/g;在溶液pH 值為9.23 時(shí),AALS 對(duì)Cu2+的吸附率和吸附量均達(dá)到最大,分別為94. 93%和18. 02 mg/g。 這說明中性和堿性條件下均有利于AALS 吸附Cu2+,酸性條件下H+會(huì)與Cu2+發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附,進(jìn)而導(dǎo)致Cu2+的吸附率降低。 因此,選擇吸附試驗(yàn)pH 值為自然pH(5.39)。

2.3.4 Cu2+初始濃度試驗(yàn)

固定AALS 用量為0. 15 g,吸附時(shí)間為15. 0 min,溶液pH 值為5. 39,考察了Cu2+初始濃度對(duì)AALS 吸附Cu2+效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖10 所示。

圖10 Cu2+初始濃度對(duì)吸附Cu2+的影響Fig.10 Effects of Cu2+initial concentration on adsorption of copper ion

由圖10 可知,隨著溶液中Cu2+初始濃度的升高,AALS 吸附Cu2+的性能逐漸提高;隨著溶液中Cu2+初始濃度從25.0 mg/L 提高到125.0 mg/L,AALS 對(duì)溶液中Cu2+的吸附率均在90%以上,吸附量從7. 69 mg/g 逐漸升高至40.68 mg/g,這是由于溶液中Cu2+濃度較低時(shí),堿浸改性的AALS 表面還有很多的空位點(diǎn),其吸附Cu2+沒有達(dá)到飽和,隨著Cu2+濃度不斷升高,使得AALS 與Cu2+有更多的接觸機(jī)會(huì),空缺的位點(diǎn)被不斷占據(jù),AALS 對(duì)Cu2+的吸附量也不斷升高。

綜上,通過AALS 吸附Cu2+的條件試驗(yàn)確定,AALS 對(duì)Cu2+的最佳吸附條件為:AALS 用量為0.15 g,吸附時(shí)間為15.0 min,溶液pH 值為5.39。

2.4 吸附動(dòng)力學(xué)分析

在AALS 用量為0.15 g,吸附溫度為25.0 ℃,溶液pH 值為5.39 時(shí),基于吸附時(shí)間對(duì)AALS 吸附Cu2+效果的影響研究(圖8),對(duì)AALS 吸附Cu2+的吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析。 將圖8 數(shù)據(jù)分別用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程(式(1))和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程(式(2))進(jìn)行擬合,結(jié)果見圖11 和表2。

圖11 吸附動(dòng)力學(xué)方程擬合曲線Fig.11 The fitting curves of kinetic equation

表2 AALS 吸附Cu2+的動(dòng)力學(xué)擬合參數(shù)Table 2 Kinetic fitting parameters for adsorption of copper ion by AALS

式中,t為吸附時(shí)間,min;qt為吸附t時(shí)AALS 對(duì)Cu2+的吸附量,mg/g;qe為Cu2+在AALS 表面的平衡吸附量,mg/g;k1為準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附速率常數(shù),min-1;k2為準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附速率常數(shù),g/(mg·min)。

由表2 可知,準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合的相關(guān)系數(shù)R2僅為0.944 3,理論平衡吸附量為3.94 mg/g,與試驗(yàn)所得平衡吸附量(17.67 mg/g)相差過大。 準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的R2為0. 999 0,理論平衡吸附量為18.09 mg/g,與試驗(yàn)所得平衡吸附量(17.67 mg/g)基本相符。 因此,AALS 對(duì)溶液中Cu2+的吸附更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,從而說明AALS 對(duì)Cu2+的吸附以化學(xué)吸附為主,該化學(xué)吸附可能為Si—O 基團(tuán)與Cu2+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)[21]。

2.5 AALS 的解吸再生研究

為了考察AALS 的循環(huán)利用性能,將吸附Cu2+飽和后的AALS 用50.0 mL 濃度為0.01 mol/L 的HCl溶液進(jìn)行解吸再生,考察了解吸次數(shù)對(duì)其吸附性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖12 所示。

圖12 解吸次數(shù)對(duì)AALS 吸附性能的影響Fig.12 Effects of desorption times on the adsorption performance of AALS

由圖12 可知,隨著解吸次數(shù)的增加,AALS 對(duì)Cu2+的吸附性能逐漸下降;未經(jīng)解吸處理的AALS對(duì)溶液中Cu2+的吸附率為96.28%,進(jìn)行4 次解吸試驗(yàn)后對(duì)Cu2+的吸附率仍能達(dá)到84.63%。 這說明,鹽酸不僅能夠?qū)崿F(xiàn)AALS 的再生,且在多次解吸再生后,AALS 對(duì)溶液中的Cu2+仍具有較高的吸附率。 由此可見,AALS 在重金屬Cu2+吸附過程中具有良好的再生性能。

3 結(jié) 論

(1)AALS 的最優(yōu)改性條件為:ALS 與氫氧化鈉質(zhì)量比為1 ∶0.12、改性溫度為30.0℃、改性時(shí)間為90.0 min,此時(shí)AALS 對(duì)50.0 mL 濃度為50.0 mg/L Cu2+溶液中Cu2+的吸附率和吸附量分別為93.37%和23.99 mg/g。

(2)堿浸改性可以侵蝕ALS 的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其暴露出更多Si—O—Si、Si—O 官能團(tuán),增強(qiáng)顆粒表面的活性吸附位點(diǎn),也可以增加ALS 表面粗糙度和比表面積,進(jìn)而提高其吸附性能。

(3)AALS 對(duì)Cu2+的最佳吸附條件為:AALS 用量為0.15 g,吸附時(shí)間為15.0 min,溶液pH 值為5.39,在此條件下,AALS 對(duì)50.0 mL 濃度為125.0 mg/L 的Cu2+溶液中Cu2+的吸附率和吸附量分別為95.27%和40.68 mg/g。

(4)AALS 對(duì)溶液中Cu2+的吸附更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,該吸附以化學(xué)吸附為主,可能為AALS 表面的Si—O 基團(tuán)與Cu2+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。

(5)制備出的AALS 在重金屬Cu2+吸附過程中表現(xiàn)出良好的再生性能,借助鹽酸多次解析再生后,對(duì)溶液中的Cu2+仍具有較高的吸附率。