【摘 要】
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随着我国有色金属工业矿业的快速发展,大量的工业含锑废水以及锑矿渣的不当处置使得水环境中重金属锑的含量增高,引发了矿区周边地表水与地下水重金属锑污染,对人类健康产生了威胁。利用改性低耗吸附剂在废水处理的应用中受到了广泛关注。充分利用铁氧化物对金属锑污染物的去除能力、开发海泡石负载复合改性吸附剂是近十几年来研究的热点问题。本文利用酸、碱和三价铁改性海泡石,将羟基氧化铁（Fe OOH）负载在了海泡石上,
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随着我国有色金属工业矿业的快速发展,大量的工业含锑废水以及锑矿渣的不当处置使得水环境中重金属锑的含量增高,引发了矿区周边地表水与地下水重金属锑污染,对人类健康产生了威胁。利用改性低耗吸附剂在废水处理的应用中受到了广泛关注。充分利用铁氧化物对金属锑污染物的去除能力、开发海泡石负载复合改性吸附剂是近十几年来研究的热点问题。本文利用酸、碱和三价铁改性海泡石,将羟基氧化铁（Fe OOH）负载在了海泡石上,制备出了铁修饰的酸碱复合改性海泡石复合吸附剂（HI/ABsep）,并与其他改性海泡石的吸附性能进行了对比研究。进行一系列的静态吸附实验,探讨在不同吸附剂的投加量、溶液p H值、接触时间和竞争性共存离子强度的条件下对吸附效果的影响,同时,对材料的重复利用的性能进行了测试。运用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积及孔径分析仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等现代测试技术对改性前后复合吸附剂材料的物化状态进行表征分析,并且通过动力学方程、热力学方程等相关理论知识研究了以海泡石为原材料制备的HI/ABsep复合材料吸附Sb（Ⅲ）的机理。研究结果表明:改性后的海泡石复合吸附剂HI/ABsep表面凹凸不平,孔隙结构发达,其表面负载的铁氧化物通过表征证实为Fe OOH。HI/ABsep对Sb（Ⅲ）的吸附在180min时基本达到平衡状态,并且对p H值有一定的缓冲适应能力。对于初始浓度为10mg/L的Sb（Ⅲ）溶液,当吸附剂投加量为0.1 g（2 g/L）、被吸附Sb（Ⅲ）溶液p H值为6.0、接触时间为180 min时,HI/ABsep对Sb（Ⅲ）的去除率可达到95.47%。文中研究的八种竞争性阳离子和阴离子在低强度下对于改性海泡石复合材料的除Sb（Ⅲ）性能都几乎没有任何影响。经过五次吸附-解吸实验后,所制备的HI/ABsep对Sb（Ⅲ）的去除率下降25%左右,但仍保持在72%以上。在动力学研究中,准二级动力学模型能够很好描述制备的HI/ABsep对Sb（Ⅲ）的吸附作用过程,推测该过程主要是化学吸附。在吸附等温线的研究中,发现Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型均能很好描述HI/ABsep在不同温度下吸附Sb（Ⅲ）的过程:其中Freundlich模型表现出更为高的相关系数,说明吸附过程可能表现为不均匀的多层吸附;Langmuir模型中的参数KL和Freundlich模型中的参数1/n的数值均在0-1之间,这说明所制备的HI/ABsep对Sb（Ⅲ）具有较高的亲和力。通过Langmuir模型拟合在p H=6、温度为298.15 K的条件下,材料的最大吸附容量为25.73 mg/g。热力学参数研究发现该吸附反应为自发的吸热反应,升高温度更有利于材料充分发挥吸附性能。通过FTIR、XPS等表征研究发现HI/ABsep吸附Sb（Ⅲ）后Fe-O键特征峰发生偏移。该吸附材料的除锑机理一方面包括孔隙效应和静电作用等物理吸附作用,另一方面还包括海泡石负载的羟基铁结构为主导的化学吸附作用。综上所述,本研究所制备的HI/ABsep复合材料具有吸附效果好、p H值适应范围广、原材料来源广泛、易于制备等优点,将其应用于重金属Sb（Ⅲ）废水的处理中有一定的现实意义。
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