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湖南地区灌溉水不仅重金属镉的污染严重,同时由于污染源的问题,灌溉水的酸性污染也不可小觑。本文采用的磷酸锰铵类材料去除水体中的镉,研究了不同制备条件下制备出的三种材料(磷酸锰乙二铵、磷酸锰联铵、磷酸锰甲基铵)在不同pH、不同阳离子类别、不同阳离子浓度、不同吸附时间以及不同吸附质初始浓度对镉的吸附影响。制备得到的磷酸锰乙二铵长宽在4μm左右、厚度为40 nm的片层状晶体,内部孔径以2 nm与为主结合少部分10-20 nm中孔的微介孔材料,其比表面积为262.621 m2/g。制备得到磷酸锰联铵长度为2μm、宽1.8μm、厚度为200 nm的片层状材料,测得其内部孔径在2 nm左右,比表面积为224.127 m2/g。磷酸锰甲基铵材料为长度在15μm左右、宽度为10μm左右的柱状晶体,其内部孔径为2 nm左右,比表面积为82.410 m2/g。在镉的浓度为100 mg/L,磷酸锰乙二铵(NMP(C2H8N2))0.2 g/L的情况下,材料对镉的去除率能达到94%以上,在镉浓度小于50 mg/L的情况下,去除率能达到99%以上。随着镉浓度的上升,NMP(C2H8N2)的吸附容量也逐步上升,当周围镉浓度达到1000mg/L的时候,其吸附容量为2601 mg/g。0.2 g/L磷酸锰联铵(NMP(N2H4))在镉浓度在100 mg/L去除率在80%左右,随着镉浓度提高到750 mg/L时吸附容量提升为2413mg/g,而浓度继续提升吸附容量提升不明显,1000 mg/L时吸附容量提升至为2635mg/g,曲线趋势接近平稳。磷酸锰甲基铵(NMP(C4H13NO))含量为0.2 g/L的情况下对100 mg/L浓度的镉去除率仅为42%,镉为1000 mg/L时吸附容量达最大,为1876 mg/g。前两者达到吸附平衡时间较长,接近10 h,而NMP(C4H13NO)仅需要2 h左右。钠离子的干扰实验中NMP(C2H8N2)对镉的去除率由94.6%下降至74.5%,NMP(N2H4)对镉的去除率由80.6%下降至44%左右。NMP(C4H13NO)对镉的去除率由43%下降至10%左右;而钙离子的干扰实验中三种材料对镉的去除效率均下降至10%左右。其原因是三个材料对镉的吸附大部分以离子交换和络合吸附为主,吸附位被钙离子争夺。pH作为吸附研究最重要的部分,三个材料都表现出较为良好的抗酸性性能,在弱酸性条件pH为4时的去除效果依旧受影响不大,并且NMP(C2H8N2)的最佳pH为5,适应在弱酸性水体中吸附镉。由盐离子干扰实验数据可以推断出:NMP(C2H8N2)对镉的吸附中离子交换作用占21.67%,络合吸附占60.88%,配位吸附占17.45%;NMP(N2H4)离子交换作用吸附的镉占45%,络合吸附占42.5%,稳定的配位吸附占12.5%;NMP(C4H13NO)对镉的吸附90%以上为离子交换作用,不到10%为配位吸附。三种材料从晶型、比表面积、孔径以及对镉的吸附性能上差异都较大,推测是由铵所在物质的链型的影响,链型越长,材料的片状越明显,内部可出现的孔径越大,链型越短,层间距越紧密,容易形成柱状晶型。三个材料的主要元素以氮、磷、锰为主,不稳定部分的分解不会对环境造成二次污染,磷、氮皆是对农作物有利的元素,且具有良好的生物兼容性。我省受污染的灌溉水部分pH几乎分布在4.5-5.5之间,三个材料在此pH范围区间的对镉的去除效率降幅甚小,由于三者的吸附容量的差异且低浓度实验中可以看到NMP(C2H8N2)去除效果较好,建议以吸附容量最大的磷酸锰乙二铵作为优先选择。