纳米Fe3O4负载酸改性炭对水体中Pb2+、Cd2+的吸附

为探讨纳米Fe3O4负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb2+、Cd2+单一及复合溶液的吸附特性,通过静态吸附实验,针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨,应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究.结果表明,纳米Fe3O4负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m2·g-1,表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加,芳香性增强,等电点提高至5.68.从经济效率角度考虑5 g·L-1为合理吸附剂用量,pH为5.0时,吸附效果最好,吸附在4h达到平衡.准二级动力学模型对吸附的拟合度更高,吸附主要是化学吸附,吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用,Pb2+、Cd2+的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型.纳米Fe3O4负载酸改性椰壳炭对Pb2+、Cd2+的最大吸附量(Qm)分别达42.54 mg·g-1和25.79 mg·g-1,为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍,复合溶液中Pb2+、Cd2+的Qm分别为单一溶液的65.16％和54.21％,这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象.研究表明,纳米Fe3O4负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb2+、Cd2+的吸附能力,且Pb2+的吸附性能及吸附竞争性优于Cd2+.