Page 207 - 《精细化工》2023年第12期

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第 12 期 陆 艳，等: 铜渣铁基类沸石地质聚合物吸附 Pb 、Cu 、Zn 性能及机理 ·2749·
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对 M 的吸附机理以化学吸附为主，F 3 O 4 @GM 呈现 中平衡 Al 所带负电荷，因此，其吸附机理包括络合
出典型的地质聚合物特点，由硅氧、铝氧四面体构 作用、静电吸引、离子交换、孔隙固定 [49] ，具体吸
建出三维网络结构，碱金属离子在地质聚合物结构 附机理如图 13 所示 [50] 。

a—全谱；b—Pb 4f 谱图；c—Cu 2p 谱图；d—Zn 2p 谱图

图 12 铜渣与 F 3 O 4 @GM 吸附前后的 XPS 谱图
Fig. 12 XPS spectra of CS and F 3 O 4 @GM before and after adsorption

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有 Na 、Ca 等碱金属离子，而 Pb 、Zn 、Cu 离
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子势高于 Na 、Ca 离子势，重金属离子会与碱金属
离子产生离子交换作用 [32] ，增强了 F 3 O 4 @GM 对重
金属离子的吸附性能，活性位点上碱金属离子与重
金属离子发生离子交换过程如式（10）所示 [51] ：
a M 2  2G a  2G a  a M 2 （10）

式中：a 为可交换离子的化合价；G 为可交换碱金

属离子；M 为 Pb、Zn、Cu。
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图 13 F 3 O 4 @GM 对 Pb 、Cu 和 Zn 吸附机理示意图 （4）孔隙沉积：较大的比表面积及丰富的孔隙
Fig. 13 Schematic diagram of adsorption mechanism of
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Pb , Cu and Zn by F 3 O 4 @GM 结构特别是大量的介孔结构为重金属离子吸附提供
了大量的活性位点，同时，与羟基络合后的金属离
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（1）静电吸引：F 3 O 4 @GM 中[SiO 4 ] 、[AlO 4 ] – 子通过沉积作用固定在孔隙结构中，进一步提高了
四面体携带负电荷，使材料表面整体呈现负电性， F 3 O 4 @GM 对金属离子的吸附效果，实现对重金属
通过静电吸引作用将金属阳离子吸附在材料表面， 离子的高效处理。
增加了吸附剂对重金属离子的吸附性能。
（2）表面络合：如 FTIR 谱图所示，F 3 O 4 @GM
3 结论
具有的大量羟基官能团，可与溶液中的金属离子产
生络合反应，将金属离子吸附在 F 3 O 4 @GM 表面，
（1）以铜渣为原料，NaOH 和水玻璃混合溶液
提高了吸附剂对金属离子的吸附性能。 为 活化剂 ，制 备铜渣 铁基 类沸石 地质 聚合 物
（3）离子交换：离子交换是 F 3 O 4 @GM 吸附重 （F 3 O 4 @GM），产物以无定形硅氧四面体及铝氧四
金属离子最重要的作用机理，F 3 O 4 @GM 结构中含 面体形式存在。孔隙丰富，比表面积达 205.455 m /g，
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