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第 12 期 赵航航，等: 低温碱熔-晶化 SiO 2 /Al 2 O 3 复合物合成沸石及其对 Cd 的吸附 ·2123·

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形态存在，水体中存在的大量 H 使沸石表面官能团 Cd 的去除率呈上升趋势，吸附量逐渐下降。主要
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质子化，可吸附 Cd 位点减少 [18] 。 是由于随着 ZE 投加量的增加，表面有效吸附位点
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增多，使 ZE 对 Cd 的绝对吸附量增加，去除率逐渐
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升高 [19] 。在 Cd 质量浓度不变的条件下，由于 ZE
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投加量增加，导致 ZE 对 Cd 单位吸附量逐渐减少。
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当 ZE 投加量为 0.1 g 时，Cd 的去除率达到 96.77%，
吸附量为 48.68 mg/g，之后趋于平衡。综合考虑，选
取 ZE 投加量为 0.1 g 较为合适。

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图 7 ZE 投加量对其吸附 Cd 性能的影响
Fig. 7 Effect of dosage on the adsorption capacity of
zeolite for Cd 2+

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图 6 pH 对沸石吸附 Cd 性能的影响 2.4 Cd 初始质量浓度对 ZE 吸附 Cd 性能的影响
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Fig. 6 Effect of pH on the adsorption capacity of zeolite
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for Cd 在 pH=7、ZE 投加量 0.1 g、吸附时间 60 min、
吸附温度为 25 ℃条件下，实验方法同 1.2.2 节，考
在不同 pH 下，ZE 的 pH 表面质子电荷量（q pH ） 2+ 2+
察了 Cd 初始质量浓度对 ZE 吸附 Cd 性能的影响，
曲线中 q pH =0 时所对应的 pH 为其表面零点电荷
结果见图 8。
（pH pzc ），ZE、FA 的 pH-q pH 曲线见图 6a；ZE 吸附
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Cd 时吸附量和去除率随 pH 的变化情况见图 6b。
由图 6a 可知，ZE 的 pH pzc (7.92)比 FA(pH pzc =6.80)
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增加 1.12，表明改性后 ZE 碱性增强，对 Cd 去除
效果增加。当 pH7.92 时，ZE 表面带正电荷，抑制
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Cd 靠近 ZE，随着 pH 增大，q pH 出现负值，ZE 表
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面负电荷增多，使 ZE 表面与 Cd 静电斥力减弱，
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表面官能团—OH 形成自由基与 Cd 结合，ZE 对
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Cd 吸附量逐渐增加，形成金属沉淀物。从图 6b 可
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知，pH 达到 7 时，ZE 对 Cd 的吸附基本达到饱和，

此时去除率和吸附量分别为 98.72%和 49.36 mg/g。 图 8 Cd 初始质量浓度对 ZE 吸附 Cd 性能的影响
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当 pH7 后，含 Cd 溶液达到碱性环境，使离子交 Fig. 8 Effect of Cd initial concentration on the adsorption
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换作用减弱，Cd(OH) 2 形态占主导地位，从图 6b 看 capacity of zeolite for Cd

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出，在碱性条件下，pH 对 Cd 的去除率影响不大。 从图 8 可知，随着 Cd 初始质量浓度的增加，去
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pH 在 4~9 时，pH 对 ZE 吸附 Cd 影响较小，吸附 除率逐渐减少，当 Cd 初始质量浓度从 10 mg/L 增加
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量仅提高 7.71%。因此，ZE 处理含 Cd 废水有较宽 为 100 mg/L 时，去除率降低缓慢，在 100 mg/L 时，
的 pH 适用范围。 Cd 的去除率和吸附量分别为 97.87%和 48.94 mg/g；
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2.3 ZE 投加量对其吸附 Cd 性能的影响 在质量浓度增加至 250 mg/L 时，去除率下降至
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在 pH=7、Cd 初始质量浓度 100 mg/L、吸附时 85.41%，吸附量增加至 106.78 mg/g。主要是由于随
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间 60 min、吸附温度为 25 ℃下，实验方法同 1.2.2 着 Cd 质量浓度的增加，Cd 数量增多，当 ZE 吸
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节，ZE 投加量对其吸附 Cd 性能的影响见图 7。 附饱和时，过量的 Cd 不能被吸附而存留在废水，
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由图 7 可知，随着 ZE 投加量的增加，溶液中 使高浓度 Cd 废水的去除率急剧下降。综合考虑，