中国环境科学

作者：周育智, 龙林丽, 胡翩, 孙晶玉, 牛经纬, 陈敏, 王文硕, 陈孝杨

单位：1. 安徽理工大学, 深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室, 安徽 淮南 232001;2. 安徽理工大学地球与环境学院, 安徽 淮南 232001;3. 浙江大学台州研究院, 浙江 台州 318000

关键词：煤矸石,沸石,镉,吸附性能,吸附机制

基金：安徽高校自然科学研究重点项目(2023AH051177);安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金(2022yjrc13);安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室开放课题(2022-WSREPMA-05);安徽省大学生创新创业训练计划项目(202310361025)

针对传统沸石合成成本高且表面缺乏特异性吸附位点的问题,以煤矸石为研究对象,多巴胺为聚合单体,采用水热法-表面自聚合反应制备了聚多巴胺改性矸石基沸石(Zeolite@PDA)用于水中镉的高效吸附去除,通过静态吸附实验研究了改性前后沸石的吸附性能,运用SEM-EDS和XPS表征手段揭示了其对水中Cd (Ⅱ)的吸附机制.结果表明,聚多巴胺涂层显著提高了煤矸石基沸石对Cd (Ⅱ)的吸附能力.Zeolite@PDA吸附Cd (Ⅱ)的过程更符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型,说明吸附过程是单层的化学吸附,且理论上最大吸附量可达130.89mg/g,约为矸石基沸石的2倍(qmax=66.49mg/g).热力学研究表明Zeolite@PDA吸附Cd (Ⅱ)是自发,吸热且固液界面紊乱度增加的过程.SEM-EDS和XPS表征显示,Zeolite@PDA对Cd (Ⅱ)的去除机理包括沸石中Na+与Cd (Ⅱ)的离子交换反应和聚多巴胺涂层官能团与Cd (Ⅱ)的表面络合作用.

来源：2025年第7期

《中国环境科学》期刊编辑部

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