不同處理水鈉錳礦的亞結(jié)構(gòu)變化特點(diǎn)及對Pb-Cd吸附的影響.pdf

1、本文分別合成了不同氧化度的酸性水鈉錳礦(簡稱H系列)，對其吸附pb2+，Cd2+過程中陽離子的釋放總量進(jìn)行了比較分析，并將氧化度為4.0的樣品(HB0)作為前驅(qū)物，經(jīng)不同濃度Mn2+，Zn2+離子的處理得到一系列的產(chǎn)物(分別簡稱為M和Z系列)。對以上礦物應(yīng)用X-射線衍射儀(XRD)、紅外(IR)、透射電鏡(TEM)等分析方法，系統(tǒng)地研究了它們的結(jié)構(gòu)特征、氧化度變化，表面電荷性質(zhì)以及對Pb2+的吸附特性。取得的主要結(jié)果有： 1.

2、H系列水鈉錳礦對重金屬Pb，Cd的等溫吸附能力的比較 (1)H系列氧化度在3.67-4.0之間，電荷零點(diǎn)(PZC)均在1.3-2.2之間。它們的外表面積隨氧化度的減小而增大。X-射線衍射(XRD)分析表明，它們均為單相酸性水鈉錳礦。 (2)H系列對鉛的的吸附能力強(qiáng)于對鎘的吸附。遵循氧化度越大，鉛、鎘的最大吸附量越大的規(guī)律。 (3)Mn2+、H+、K+最大釋放總量與金屬離子的吸附量呈正相關(guān)。 2.M

3、和Z系列處理的水鈉錳礦對鉛的吸附 (1)X-射線衍射(XRD)圖譜紅外(IR)圖譜分析表明，M、Z系列均為單相酸性水鈉錳礦。透射電鏡(TEM)結(jié)果表明酸性水鈉錳礦并未因加入Mn2+、Zn2+而表觀形貌發(fā)生改變。 (2)M系列的氧化度范圍在3.75-3.85之間，隨著Mn2+加入濃度的增加而減小，Z系列氧化度隨Zn2+加入濃度的增加與未處理的相差不大。 (3)M系列的PZC值在1.41-2.35之間，Z系列的

4、PZC值在3.4-3.7之間，它們與未處理的HB0相比均增大，其中Z系列增大幅度遠(yuǎn)大于M系列。這表明Mn2+和Zn2+的吸附增加了水鈉錳礦表面的可變正電荷，且Z系列增加的更多。 (4)M系列隨加入Mn濃度的增加，其外表面積增大。 (5)M系列錳氧化度與其晶體d110面網(wǎng)間距呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明Mn2+可能部分地直接進(jìn)入到八面體空穴中，填充空穴或者M(jìn)n2+與Mn4+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成2個Mn3+，進(jìn)入并填充其空穴。

5、 (6)M系列礦物對鉛的吸附同樣遵循氧化度越高，鉛的最大吸附量越大的規(guī)律。相同濃度的不同離子處理后的樣品對鉛的吸附表現(xiàn)為Z系列>M系列，這與Mn2+、Zn2+離子吸附的競爭能力大小順序相反，表明M系列處理減少了其氧化度，并降低了樣品的八面體空穴含量，從而減少了其鉛的吸附量。 Z系列吸附Pb與殘留的Zn(加入的Zn扣除釋放的Zn)之和與未經(jīng)M和Z系列處理的HB0吸附Pb的量數(shù)值上接近，而M系列吸附Pb與殘留的Mn之和遠(yuǎn)小