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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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煤系腐植酸磁性颗粒对水中Pb2+和Hg2+的选择性吸附

作者(Author):

  • 万克记
  • 范津津
  • 王国强
  • 许恩乐
  • 贺琼琼
  • 苗真勇
  • 张明亮

作者单位:

  • 中国矿业大学 国家煤加工与洁净化工程技术研究中心
  • 中国矿业大学 化工学院
  • 内蒙古伊泰京粤酸刺沟矿业有限公司

关键词:

  • 煤系腐植酸
  • 羟甲基化
  • 磁性纳米颗粒
  • 重金属吸附
  • 酸性矿井废水
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

由于重金属的难降解性,为避免治理过程中的污染转移,重金属的资源化回收是实现环境与经济效益双赢的有效途径,这就要求吸附剂对目标重金属具有一定的吸附选择性。通过羟甲基化改性提高煤系腐植酸(HA)表面含氧基团密度,形成对重金属吸附的多齿配位结构,来提高HA吸附选择性。改性后的腐植酸进一步与Fe3O4共沉淀,生成具有吸附速率快、选择性高且易于固液分离的羟甲基化煤系腐植酸磁性颗粒(OHA-MNPs),用于废水中重金属的深度分离。对吸附剂进行系统表征,并研究其吸附动力学、吸附热力学、微观吸附机制和多金属共存溶液体系中Pb2+和Hg2+的吸附选择性。结果表明OHA-MNPs表面腐植酸含量约为9.81%,颗粒粒径主要分布于7~11 nm,具有很好的溶液分散性;Langmuir和准二级动力学模型能够准确的描述OHA-MNPs对Pb2+或Hg2+的吸附热力学和动力学;OHA-MNPs对Pb2+或Hg2+的吸附作用以高密度含氧基团多齿络合配位为主,还伴有酸性基团离子交换和静电吸附;在模拟多金属离子共存废水中,OHA-MNPs对Pb2+和Hg2+均表现出较高的吸附选择性,吸附序列满足Hg2+>Pb2+Cu2+ Ni2+/Cd2+,且在总阳离子质量浓度是Pb2+的44.78倍的实际酸性矿井废水中,能够对93.76%的Pb2+选择性去除。OHA-MNPs同时具有良好的再生能力,是一种高效、绿色、低成本重金属吸附剂。

万克记,范津津,王国强,等.煤系腐植酸磁性颗粒对水中Pb2+和Hg2+的选择性吸附[J].煤炭学报,2021,46(9):2746-2754. WAN Keji,FAN Jinjin,WANG Guoqiang,et al.Hydroxymethylated humic acid magnetic nanoparticles for the selective removal of Pb2+ and Hg2+ in water[J].Journal of China Coal Society,2021,46(9):2746-2754.
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