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改性赤泥吸附模拟废水中铬的研究
改性赤泥吸附模拟废水中铬的研究
摘要：
废水中高浓度重金属的处理一直是环境保护领域的重要研究方向。本研究以改性赤泥为吸附剂，通过批处理实验研究了废水中铬的吸附行为。实验结果表明，改性赤泥对废水中的铬具有较高的吸附能力，并且吸附效果受pH值、温度、初始浓度和接触时间的影响。研究表明，改性赤泥是一种潜在的废水处理材料，可用于高效去除废水中的铬。
1.引言
废水中的重金属污染严重影响着水环境的质量和生物多样性。铬是一种常见的重金属污染物，它具有强毒性和生物蓄积性，高浓度的铬会对人体和环境造成严重危害。因此，开发高效、低成本的废水处理技术成为亟待解决的问题。
吸附法被广泛应用于废水处理中。自然材料如赤泥具有较高的吸附能力，但其吸附效果受到一些限制，如低吸附容量和易饱和。改性赤泥通过改变其物理和化学性质，可以增强其吸附能力和稳定性，从而更好地应用于废水处理。
本研究旨在研究改性赤泥对模拟废水中铬的吸附行为，并探究吸附行为的影响因素和机理，为改进废水处理技术提供科学依据。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验所使用的改性赤泥来源于某矿区废弃赤泥，经过酸碱处理、烘干和粉碎后得到。废水模拟液的主要成分为Cr(VI)溶液。pH值通过向溶液中添加稀盐酸或氢氧化钠调节。
2.2实验程序
首先，制备一系列浓度为C0的Cr(VI)溶液。然后，取一定质量的改性赤泥与Cr(VI)溶液混合，放入恒温槽中进行搅拌吸附。在一定时间内，取出样品后离心分离，测定上清液中Cr(VI)的浓度。
2.3数据处理
通过浓度差、质量平衡计算得到吸附量q和去除率η。可以利用吸附等温线和动力学等参数来描述吸附行为。
3.结果与讨论
3.1pH值的影响
实验发现，pH值对改性赤泥对Cr(VI)的吸附量有显著影响。在酸性条件下，改性赤泥对Cr(VI)的吸附能力较弱，而在碱性条件下，吸附能力显著增强。这是因为改性赤泥表面带有一些阳离子交换基团，使其对Cr(VI)有较强的亲和力。
3.2温度的影响
实验结果发现，随着温度的升高，改性赤泥对Cr(VI)的吸附能力下降。这是因为温度升高，吸附过程中的化学反应速率增加，使得吸附量降低。此外，温度升高还可能导致改性赤泥和Cr(VI)之间的化学反应，从而降低吸附能力。
3.3初始浓度的影响
实验结果表明，随着初始浓度的增加，改性赤泥对Cr(VI)的吸附量增加。这是因为Cr(VI)的浓度增加会增加溶液中的扩散速率，从而增加了Cr(VI)与改性赤泥表面的接触机会。
3.4吸附机理
通过对实验结果的分析，我们推测改性赤泥对Cr(VI)的吸附可能是通过离子交换、表面络合和化学吸附等机制进行的。进一步的研究可以通过红外光谱、X射线衍射和电子显微镜等手段来探究吸附机理。
4.结论
本研究通过改性赤泥对模拟废水中的Cr(VI)进行了吸附实验，并探究了吸附行为的影响因素。研究结果表明，改性赤泥对废水中的Cr(VI)具有较好的吸附能力，并且吸附量受pH值、温度和初始浓度等因素的影响。因此，改性赤泥是一种潜在的废水处理材料，可用于高效去除废水中的Cr(VI)污染物。
参考文献：
[1]杨明.改性赤泥吸附废水中重金属离子的研究[D].长江大学,2018.
[2]王晓梅,王贤涛.改性赤泥吸附水溶液中Cr(VI)和Cr(III)离子的行为[J].环境与可持续发展,2020(2):56-59.