复合材料HAP@nZVI对Mn(Ⅱ)的吸附性能与机理

使用液相还原法制备羟基磷灰石与纳米零价铁(HAP@nZVI)复合材料,采用实验室静态批试验探讨其对模拟Mn(Ⅱ)污染地下水的处理效果及机理。表征结果显示,HAP@nZVI复合材料表面分布不均匀、松散多孔,nZVI不均匀分布在HAP表面及空隙中。静态批试验结果表明,在溶液pH=5、复合材料用量0.36 g·L^(-1)、反应时间t=180 min条件下最有利于HAP@nZVI复合材料对Mn(Ⅱ)的吸附,在该试验条件范围内,Mn(Ⅱ)最大吸附量达到31.4 mg·g^(-1),准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型可以较好地描述HAP@nZVI复合材料对Mn(Ⅱ)的吸附过程,吸附过程属于单层吸附且主要为化学吸附。反应后复合材料整体结构没有发生较大改变,-OH、Fe-O、P-O基团均参与了反应。XPS表征可以进一步证实HAP@nZVI对锰的吸附机理,O 1s和P_(2)p的结合能发生位移表明有表面络合作用发生;铁的溶出以及Fe^(0)消逝表明存在氧化还原反应;Ca_(2)p轨道的峰强降低说明存在离子交换。最后,将HAP@nZVI复合材料与已报道的吸附剂对锰离子的吸附性能进行对比,结果表明本研究制备的材料吸附性能良好。