数字农科院2.0

碱熔煤矸石制备及其对Pb(Ⅱ)吸附性能与机理研究

文献类型： 中文期刊

作者： 裴鹏刚;贾铭杨;王腾;向宁;孙约兵

作者机构：

关键词： 铅离子;煤矸石;吸附;机理分析

期刊名称：环境科学与技术

ISSN： 1003-6504

年卷期： 2025 年 48 卷 06 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版）

摘要： 为促进大宗工业固体废物煤矸石（SN）的高值化利用，该文以煤矸石为基体，采用“一步碱活化熔融法”制备了Pb2+吸附功能材料（JRKSN），采用批处理试验研究了该材料对水溶液Pb2+的吸附动力学、吸附等温线以及吸附影响因素，采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、核磁共振谱解析了煤矸石改性前后的物化结构特征及其对Pb2+的吸附机理。结果表明，SN和JRKSN对Pb2+的吸附符合拟一级动力学和拟二级动力学模型，表明Pb2+在材料上的吸附是化学吸附与物理吸附共存的过程。Pb2+在SN上的吸附行为符合Freundlich等温吸附模型（R2为0.902 62），以单层吸附为主；而Pb2+在JRKSN上的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型（R2分别为0.995 37和0.989 05），单层吸附与非均质表面吸附共存，拟合最大吸附量为268.73 mg/g，为SN（45.24 mg/g）的5.94倍。随着吸附剂添加量（0.25～2 g/L）和pH值（2～6）的增加，SN和JRKSN对Pb2+的吸附容量均增加，而K+、Ca2+离子共存会抑制材料对Pb2+的吸附，且二价Ca2+的抑制强于一价K+，表明吸附过程中存在离子交换作用。表征结果显示碱熔后煤矸石表面物理结构破碎化，矿物组成由高岭石转变为偏高岭石，无机Si原子Q4共振信号消失，羟基红外信号增强。JRKSN对Pb2+的吸附机理主要为化学吸附，包括材料表面羟基官能团、碳酸盐的络合沉淀以及聚合硅酸盐或活化氧化铝的表面络合，同时存在离子交换和静电吸引作用，吸附产物碳酸铅以片状结构填充于JRKSN材料表面。

分类号：

  • 相关文献

[1]接种根瘤菌和菌根真菌对三叶草生长及对土壤Pb~(2+)吸收的影响. 章淑群,罗科,刁明昆,陈强,刘子芳. 2012

[2]大豆联合收获机拨禾轮作用机理分析与参数优化. 金诚谦,齐彦栋,刘岗微,杨腾祥,倪有亮. 2023

[3]利用煤矸石和蚯蚓粪进行棉花工厂化育苗的研究. 李亚兵. 2014

[4]某矿区煤矸石堆场重金属潜在生态风险评价. 胡志勇,路艳峰,陈永梅. 2014

[5]硫酸盐还原菌对煤矸石堆土壤垂直剖面微生物群落结构和功能的影响. 王翔冬,刘永德,赵强,陈春磊,张晓雪,郝新伟,刘孝珍,刘兴宇,沈锡辉,王瑶. 2026

[6]鸡粪生物炭表征及其对水和土壤镉铅的修复效果. 闫翠侠,贾宏涛,孙涛,迪娜·吐尔生江,罗文文,谢厦,孙约兵. 2019

[7]生物床简介及其研究应用进展. 杨军,梁军锋,高伟,梁海恬. 2012

[8]硝磺草酮在黑土和红壤中的吸附-解吸特性. 孙约兵,徐应明,孙扬,秦旭. 2015

[9]GTF高产酵母菌体中铬元素的分布规律. 李函彤,王芬,芦晶,逄晓阳,张书文,刘鹭,吕加平. 2019

[10]不同磷肥对棕壤吸附铜的影响. 宋正国,唐世荣,丁永祯,牛淑兰. 2010

[11]影响农药在土壤与沉积物上吸附作用的研究. 应兴华,徐霞. 2005

[12]羟基磷灰石对棕壤和红壤铜吸附的影响. 宋正国,唐世荣,丁永祯,居学海. 2011

[13]不同磷肥对红壤铜吸附的影响. 宋正国,唐世荣,丁永祯,杨燚,石利军. 2011

[14]NaOH改性鱼骨粉材料对Cd(Ⅱ)的吸附. 罗文文,徐应明,王农,孙约兵. 2019

[15]纳米二氧化锰对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附特性. 黄一帆,于志红,廉菲,沈跃,宋正国. 2016

[16]功能膜材料对土壤-油菜系统中铅迁移作用的影响. 徐应明,李军幸,戴晓华,孙国红. 2003

[17]土壤重金属钝化修复剂生物炭对镉的吸附特性研究. 郭文娟,梁学峰,林大松,徐应明,王林,孙约兵,秦旭. 2013

[18]长期定位施肥条件下土壤钾素化学研究进展. 张会民,吕家珑,李菊梅,徐明岗,刘红霞. 2007

[19]风化煤腐殖酸对氮、磷、钾的吸附和解吸特性. 刘秀梅,张夫道,冯兆滨,张树清,何绪生,王茹芳,王玉军. 2005

[20]金丝桃素体外抗口蹄疫病毒与宿主细胞吸附作用研究. 王曙阳,梁剑平,陈积红,崔颖,尚若锋,王学红,华兰英. 2009

作者其他论文 更多>>