多孔氮化硼对工业废水中重金属离子吸附特性研究

• 作 者: 王子曦
• 出 处: 沈阳航空航天大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 多孔氮化硼 重金属离子 吸附特性 吸附量 吸附速率

工业废水中含大量的重金属元素,其中以锌、铜、镉、铬、铅、钴、锰、钴、镍、汞含量最高,涉及行业最广,且其相对于废水中其他污染物质含量低。吸附法因其高效、经济、不改变污水性质且适用于低浓度重金属污水吸附而备受关注。多孔氮化硼作为一种新型材料,具有高比表面积、化学稳定性,孔结构丰富,其在吸附材料方面表现了很大应用潜力。实验利用全自动物理吸附仪（BET）、场扫描电子显微镜分析仪（SEM）、能谱分析（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）对多孔氮化硼材料进行表征分析,并探究p H、温度、时间、初始浓度对其吸附效果的影响。吸附结果表明:多孔氮化硼对Zn²⁺的吸附在p H=5、T=35℃吸附效果最佳;对Cu²⁺的吸附在p H=4、T=35℃吸附效果最佳;对Cr³⁺的吸附在p H=4、T=25℃吸附效果最佳;对Cd²⁺的吸附在p H=5、T=25℃,吸附效果最佳;对Pb²⁺的吸附在p H=4、T=25℃吸附效果最佳;对Co²⁺的吸附在p H=5、T=35℃吸附效果最佳;对Mn²⁺的吸附在p H=5、T=45℃吸附效果最佳;对Ni²⁺的吸附在p H=4、T=45℃吸附效果最佳。实验结果同时展现了多孔氮化硼对重金属的吸附速率极快,对Zn²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Pb²⁺在30 min内已达到吸附平衡。进一步对多孔吸附不同浓度的Zn²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺,对三种重金属的吸附量都随浓度的初始增加为增加。多孔氮化硼对Zn²⁺、Cu²⁺的静态吸附实验数据符合二级动力学模型,其吸附速率不仅受颗粒内扩散速率影响,同时还受液膜扩散速率影响。经过Langumir模型拟合,其对Zn²⁺、Cu²⁺最大吸附量分别为291.55 mg/g、299.40 mg/g。多孔氮化硼的吸附受混合重金属影响较少。在工业废水中的应用优势不仅表现在吸附量,同时还在吸附速率上表现出很大的发展潜力。因此,多孔氮化硼作为新型吸附材料在低浓度含重金属的工业废水运用上有广阔的前景。