中国环境科学

作者：门姝慧, 黄占斌, 李昉泽, 王平

单位：中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院, 北京 100083

关键词：黑腐酸,响应面优化,等温吸附,热力学,表征

基金：

国家水体污染控制与治理科技重大专项（2017ZX07103-001）；国家水体污染控制与治理科技重大专项（2017ZX07102-003）

以山西褐煤为原材料制备黑腐酸，选择吸附温度、时间、pH值、黑腐酸用量和Cd2+初始浓度5个影响因素，采用Box-Behnken响应面法对吸附条件进行优化，分别建立黑腐酸对Cd2+的吸附容量和吸附率的二次多项式模型，确定最优吸附条件.将吸附过程拟合等温吸附方程，进行热力学分析，并对材料进行表征.结果表明，pH值、黑腐酸用量和底物浓度为黑腐酸吸附Cd的显著影响因素，优化后的条件为温度308K、时间107.82min、pH=5.55、黑腐酸用量0.05g，底物浓度95.56mg/L，表明黑腐酸是一种良好的吸附材料，吸附效果随温度的升高而增大，能够处理高浓度重金属污染.吸附过程符合Langmuir模型，308K下最大吸附量为54.20mg/g；热力学分析得ΔG0 < 0、ΔH0 > 0、ΔS0 > 0，即反应是自发的吸热熵增反应；黑腐酸表面粗糙多孔，具备良好的比表面积与孔隙结构，具有多种官能团，吸附反应有羟基、羧基等参与形成氢键，并与无机矿物发生离子交换.本研究可为揭示黑腐酸对重金属的吸附机理提供理论依据.

来源：2020年第6期

《中国环境科学》期刊编辑部

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