粉煤灰源C-S-H吸附U（Ⅵ）性能及机理

• 作者: 孙应龙 孙方研 李磊 王毅 王邦达 祁光霞 袁超 雷雪飞
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 粉煤灰 可持续性 吸附剂 多孔材料 吸附 废水
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 4255-4263
• 页数: 9页
• 分类号: X705
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20160343

摘要

以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料，通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H(401 m2·g?1)，系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U(Ⅵ)过程的影响，以及吸附的热动力学特征，并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明，通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L?1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量（qe=67.9 mg·g?1），在富含CO32?的碱性溶液中UO2(H2O)52+转变为UO2(CO3)34?不利于带负电的C-S-H表面吸附U(Ⅵ)。当C-S-H投加量升高至2～5 g·L?1，材料对U(Ⅵ)的吸附去除效率即能维持在相对较高水平（C[U(Ⅵ)]initial=500 mg·L?1，去除率88.3%～93.5%），吸附可在数小时内达到平衡，符合拟二级动力学模型和两阶段 Weber-Morris 方程模型，吸附等温线符合 Langmuir 模型，吸附机理主要为离子交换（84.6%）和表面络合。材料对含铀废水中的 U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能，因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。