改性煤基腐黑物对Cd(Ⅱ)的吸附效果及其机理研究

针对山西煤基腐黑物(SCH)碱性高和对重金属吸附率低的问题,以山西省灵石县风化煤为原料,提取SCH,采用Ca(OH)2对SCH进行改性制备改性山西煤基腐黑物(Ca-SCH),并通过表征分析和静态吸附实验,探究SCH和Ca-SCH对Cd(Ⅱ)的吸附动力学和热力学特性。研究结果表明,通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)法和X射线光电子能谱(XPS)证实Ca(Ⅱ)可以成功负载到SCH表面,且改性后Ca-SCH表面粗糙,孔径增大,含氧官能团含量增加,利于对Cd(Ⅱ)的吸附。SCH和Ca-SCH在120 min内达到吸附平衡,符合准二级动力学、Langmuir和Freundlich模型。Ca-SCH对Cd(Ⅱ)的最大吸附量(Qm)为89.29 mg/g,较SCH增加了23.23%。化学改性后,Ca(Ⅱ)负载到SCH表面,通过Ca(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的离子交换可提高SCH的吸附性能,对土壤中Cd(Ⅱ)的钝化具有重要意义。