载钠硅碳羟基磷灰石的制备及其对水中As(Ⅴ)的吸附特性

由于自然和人为活动导致自然水体和土壤被As(砷)污染,严重危及生态环境并已受到广泛关注.为实现更大程度地去除含As废水的新型吸附材料,以废弃蛋壳为原材料,采用超声波法制备多孔状且较大比表面积的Na-Si-CHAP[Ca10-xNax(PO4)6-y-z(Si O4)z(CO3)y(OH)2-α,载钠硅碳羟基磷灰石],深入分析去除含As(Ⅴ)废水的吸附特性.通过BET比表面积、扫描电镜(SEM)、EDX(能量色散X射线光谱)、X-射线衍射(XRD)等手段对样品进行表征,并进一步探讨了pH、吸附时间、初始ρ[As(Ⅴ)]以及反应温度等因素对吸附效果的影响.结果表明:在pH为6. 0、作用时间为60 min、反应温度为313 K等优化条件下,0. 2 g Na-Si-CHAP对100 mL 30 mg/L含As(Ⅴ)废水的去除率和平衡吸附容量分别为96. 53%和14. 48 mg/g. Langmuir等温吸附模型较好地拟合了吸附试验数据,313 K下相关系数(r2)高达0. 998 0,饱和吸附容量达46. 73 mg/g,明显高于其他同类材料;准二级动力学模型可较好地描述该吸附行为,相关系数高达0. 999 9;热力学参数ΔG(吉布斯自由能变)、ΔH(焓变)和ΔS(熵变)的计算值显示,该吸附过程为自发吸热过程.研究显示,Na-Si-CHAP作为一种吸附剂,对含As(Ⅴ)的去除效果明显优于同类材料.