Page 173 - 《精细化工》2021年第7期

第 7 期 雷增江，等: 铝污泥基复合凝胶球对 Cr(Ⅵ )的吸附性能与机理 ·1455·

明吸附剂与吸附质更具有亲和力，AS-GEL 可以良 表 4 AS-GEL 与其他吸附剂对 Cr(Ⅵ)吸附量的对比
好地吸附 Cr(Ⅵ) [25] 。且图中显示出温度的升高有利 Table 4 Comparison of the adsorption capacity of Cr(Ⅵ)
by AS-GEL and other adsorption materials
于 AS-GEL 对 Cr(Ⅵ)的吸附，说明吸附过程为吸热
理论吸附 参考 理论吸附 参考
过程。 吸附剂 吸附剂
量/(mg/g) 文献 量/(mg/g) 文献

粉末铝污泥 5.83 [26] 海藻酸钠/聚 73.34 [29]
苯胺纳米纤
造纸厂污泥 23.18 [27]
维复合微球
铝污泥复合 80.583 本研究
污泥活性炭 74.64 [28]
凝胶球

2.6 共存阴离子浓度对吸附行为的影响
在实际应用中，溶液中的阴离子会与 Cr(Ⅵ)存
在竞争吸附。因此，本研究在 Cr(Ⅵ)初始质量浓度
为 10 mg/L、pH=4、AS-GEL 投加量为 1.2 g/L、吸
附时间为 120 min、温度为 25 ℃条件下，分 3 组向
溶液分别添加不同浓度的 NaCl、NaNO 3 、Na 3 PO 4 ，
考察离子浓度对 Cr(Ⅵ)吸附的影响，结果见图 8。

图 7 不同 Cr(Ⅵ)初始质量浓度对 AS-GEL 吸附 Cr(Ⅵ )的
影响（a）和等温吸附拟合曲线（b）
Fig. 7 Effect of initial mass concentration on the Cr(Ⅵ)
adsorption by AS-GEL(a) and fitting curves of

adsorption isotherms (b) 图 8 阴离子浓度对 AS-GEL 吸附 Cr(Ⅵ)的影响

表 3 AS-GEL 对 Cr(Ⅵ)的等温吸附拟合参数 Fig. 8 Effect of ionic concentration on Cr(Ⅵ) adsorption
by AS-GEL
Table 3 Isotherms parameters of Cr(Ⅵ) adsorption by AS-GEL

Langmuir Freundlich 从图 8 可知，3 种阴离子均会降低 AS-GEL 对
Q max, exp/
T/K K f/ Cr(Ⅵ)的吸附性能，且随着离子浓度不断上升，对
(mg/g) Q max/ R L/ 2 1+n 2
(mg/g) (L/g) b R 〔mg n R 3– –
n
/(L ·g) Cr(Ⅵ)吸附量逐渐降低，影响大小顺序为 PO 4 >NO 3 >
–
–
–
298 68.628 77.701 0.495~0.047 0.102 0.968 17.945 3.251 0.830 Cl 。Cl 、NO 3 主要是与吸附剂表面的质子化基团结
3–
303 71.602 79.670 0.495~0.047 0.102 0.973 18.084 3.189 0.851 合，减少 Cr(Ⅵ)的吸附位点。对于 PO 4 ，一方面是因
308 73.364 80.583 0.467~0.042 0.114 0.977 19.229 3.268 0.855 为所带电荷多，与其他阴离子相比竞争作用力强，
占据的吸附位点多；另一方面 PO 4 是一种强碱性离
3–
–
表 4 为 AS-GEL 与其他污泥基吸附剂的性能对 子，在溶液中易发生水解，产生大量的 OH ，增加
比。可以看出，AS-GEL 与其他污泥基吸附剂相比， 溶液的 pH，从而导致吸附量大幅度降低 [30] 。
其吸附量较大，可能是有机物的加入致使活性基团 2.7 AS-GEL 对 Cr(Ⅵ)的解吸特性
增多，从而提高了其对 Cr(Ⅵ)的吸附性能。对于海 吸附剂的循环利用是实际应用中的重要参数之
藻酸钠类吸附剂，AS-GEL 对 Cr(Ⅵ)吸附量较大的 一。AS-GEL 在经过 5 次吸附-解吸循环后吸附量的
3+
原因可能是负载 AS-GEL 表面的 Fe 的水解产物会 变化见图 9。
对 Cr(Ⅵ)产生一定的静电吸附作用。综上，AS-GEL 由图 9 可知，随着循环次数的增加，吸附量逐渐
与其他吸附剂相比，具有高效、固液易分离、相对 下降，由最初的 7.68 mg/g 降到 6.89 mg/g，达到初次
环保的优势。 吸附量的 89.71%。可能是 AS-GEL 本身受到损耗、