電氣石對溶液中Sr2+的吸附行為研究

張偉 董發勤

摘要：采用靜態吸附法研究電氣石對水溶液中Sr2+的吸附行為，考察溶液初始pH、電氣石投加量、吸附時間和Sr2+初始濃度對吸附的影響，并分析吸附過程中反應動力學和等溫吸附規律。結果表明，電氣石能夠有效去除水體中的Sr2+，最大吸附容量為2.87 mg/g。電氣石粉體對Sr2+的吸附平衡時間為40 min、吸附劑投加量增大、溶液pH 8.5時有利于Sr2+的去除;電氣石對Sr2+的吸附動力學行為可用準二級動力學模型來描述，吸附過程存在化學作用且步驟可控;吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型。電氣石對Sr2+的吸附既存在物理吸附，又存在化學吸附。

關鍵詞：電氣石;Sr2+;吸附;動力學模型;等溫吸附模型

中圖分類號：S181.3 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2015）23-6018-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.23.057

Characteristics of Sr2+ Adsorption by Tourmaline

ZHANG Weia， DONG Fa-qinb

（Southwest University of Science and Technology， a.Analytical and Testing Center;

b. Key Laboratory of Solid Waste Treatment and the Resource Recycle （Ministry of Education）， Mianyang 621010， Sichuan， China）

Abstract： The adsorption characteristics of Sr2+ on tourmaline were investigated by conducting a series of batch adsorption experiments in the study. The influence of solution pH，adsorbent dosage，initial Sr2+ concentration and contact time were investigated，kinetics and adsorption isotherm law were analyzed. The results showed that Sr2+ removal rate increased with the increase of adsorbent dosage，and the highest adsorption reached at pH 8.5 and contact time was 40 min. The adsorption process fits pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isotherm equation，and the maximum adsorption capacity for Sr2+ was 2.87 mg/g. Speculation for the behavior of Sr2+ adsorption by tourmaline was both physical adsorption and chemical adsorption.

Key words：tourmaline;Sr2+;adsorption;kinetics model;isotherm equation

核技術開發利用給人類帶來巨大經濟效益和社會效益的同時，也產生了放射性廢棄物。由其造成的全球性沉降污染中危害最大的核素是鍶，它能通過空氣和食物對人體產生內照射（β射線）、半衰期較長（90Sr的半衰期是28年），且產生量非常大。據不完全統計，1970年以前全世界大氣層核試驗進入平流層的鍶達1550萬居里，其中1500萬居里已沉降到地面并隨雨水進入土壤[1]。因此，必須妥善處理放射性廢棄物。

針對被放射性核素污染水體的處理方面，國內外主要采用化學沉淀法、離子交換法、膜分離法、蒸發和電化學處理等[2-6]。但這些方法在處理中存在能耗及成本高、工藝復雜、易造成二次污染等問題，吸附法便成為非常有效的方法。

電氣石（Tourmaline）是一種良好的生態智能和功能材料。……