粉煤灰源C-S-H吸附U(Ⅵ)性能及机理 |
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作者姓名: | 祁光霞 雷雪飞 孙方研 孙应龙 李磊 袁超 王邦达 王毅 |
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作者单位: | 1.北京工商大学环境科学与工程系, 北京 100048;2.固体废物处理与环境安全教育部重点实验室(清华大学), 北京 100084;3.中国五洲工程设计集团有限公司, 北京 100053;4.北京交通大学理学院, 北京 100044 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(21407089);中联环SWMES教育部重点实验室开放基金项目(SWMES201605)。 |
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摘 要: | 以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料,通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H(401 m2·g-1),系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U(Ⅵ)过程的影响,以及吸附的热动力学特征,并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明,通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L-1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量(qe=67.9 mg·g-1),在富含CO32-的碱性溶液中UO2(H2O)52+转变为UO2(CO3)34-不利于带负电的C-S-H表面吸附U(Ⅵ)。当C-S-H投加量升高至2~5 g·L-1,材料对U(Ⅵ)的吸附去除效率即能维持在相对较高水平(C[U(Ⅵ)]initial=500 mg·L-1,去除率88.3%~93.5%),吸附可在数小时内达到平衡,符合拟二级动力学模型和两阶段Weber-Morris方程模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附机理主要为离子交换(84.6%)和表面络合。材料对含铀废水中的U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能,因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。
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关 键 词: | 粉煤灰 可持续性 吸附剂 多孔材料 吸附 废水 |
收稿时间: | 2016-03-25 |
修稿时间: | 2016-06-21 |
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