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，陳泉水，朱業安，羅太安

(1.東華理工大學 放射性地質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，朱業安1，2，羅太安1，2

(1.東華理工大學 放射性地質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境有極大威脅的污染物。目前，國內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+也會占據膨潤土的吸附位，同樣會對重金屬離子產生吸附競爭，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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[3] 周密.腐植酸對零價鐵去除污染水體中六價鉻的影響[D].杭州：浙江大學，2007.

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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境分析化學。

X703

A

1009-2617(2017)04-0306-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.04.013