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Ce负载粉煤灰复合材料的制备、表征及其吸附应用

2018-09-27尹海洋李北罡

农业环境科学学报 2018年9期
关键词:艳红投加量吸附剂

尹海洋,李北罡

(内蒙古师范大学化学与环境科学学院,内蒙古自治区环境化学重点实验室,呼和浩特 010022)

粉煤灰(Fly ash,FA,亦称飞灰)是一种相对廉价且极为丰富的煤燃烧副产物,表面呈光滑球状或粗糙蜂窝状细小固体颗粒;因其组分多样化,且产量逐年递增,随之引发了环境污染和资源浪费,促使众多国内外学者对其综合利用进行研究[1-3]。FA主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3及少量其他活性物质组成,具有粒径小、比表面积大等优点;多数为碱性且表面在高pH值时带负电荷,具有较好的吸附能力,故可作为一种低成本吸附剂用于去除水中污染物[4-6]。FA的吸附能力取决于其性质(粒度、表面特性等)和实验条件(温度、pH值等)[7-8]。相关研究发现,FA经改性(如热处理、酸或碱处理等)所得复合材料具有较高的吸附容量[9]。如Li等[10]采用F级FA进行热处理和酸活化,用于有机废水中磷的吸附,发现均能显著提高其吸附能力。

活性染料(反应性染料)常被用于印染棉、毛、丝织品、新型纤维素纤维等品种,其结构通式为S-D-BR(S:水溶性基团,如-SO3Na,对纤维具有较大的亲和力;D:母体染料,决定染料的颜色、牢度等;B:连接基,一般为-NH-;R:活性基团,决定染料固色率等性能),同时其分子中含有的-N=N-、-OH,会与纤维中-OH、-NH2形成牢固的共价键,使耐洗、耐摩擦牢度进一步提高。但活性染料因其亲水性、化学稳定性很强,进入水体后严重破坏水生态系统,甚至危害人体健康。

稀土元素因其独特的物理、化学性质和4f电子结构,以及其氧化物和盐类能够很好的吸附阴、阳离子,使得以不同载体负载少量稀土元素的新型吸附剂的研究备受关注。王晨[11]以FA为基质负载少量的La、Fe,采用水热反应法制得表面带大量正电荷的La/Fe/FA复合吸附剂,通过静电引力吸附四种活性染料阴离子,其吸附量分别为 40.7、91.1、69.4 mg·g-1和 14.4 mg·g-1,且去除率均在90.0%以上。张夏红等[12]利用稀土Ce改性壳聚糖微球吸附水中的氟离子,研究结果表明稀土基复合壳聚糖微球平衡吸附量是原壳聚糖的6.06倍,显著提高了氟离子的吸附效果;王成祥等[13]利用稀土Ce负载粉煤灰基吸附剂处理印染废水,研究结果表明,去除亚甲基蓝溶液色度最高可达98.0%。相比之下,本文所采用的溶液反应法操作更为简单,无需高温高压条件,既节约能源,又可制得高效吸附剂。活性艳红RBR KD-8B作为一种常见的酸性阴离子染料,在水溶液中会离解成阴离子,易与稀土水合离子发生氢键作用、静电引力和范德华力,进而达到高效吸附高浓度活性艳红RBR KD-8B溶液的目的。为此,本研究以固体废物FA为基质,以活性染料RBR KD-8B作为吸附对象,期望能通过酸改性以及负载少量稀土Ce离子制备出吸附性能更优、更稳定的复合吸附剂,既可解决高浓度活性染料废水污染问题,也可实现粉煤灰循环利用及稀土的有效开发利用。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

粉煤灰(FA),内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司;硝酸铈(AR),上海市国药集团化学试剂有限公司;活性艳红(RBR KD-8B,双一氯均三嗪型双偶氮染料)。

1.2 Ce(Ⅲ)/FA复合吸附剂的制备

将10 mL一定浓度的HCl溶液加入到5.0 g FA(粒径<0.061 μm)中,在固定温度下搅拌一定时间后,加入定量Ce(NO3)3·6H2O溶液搅拌一定时间,于110℃下烘干,充分研磨过250目筛,即得Ce(Ⅲ)/FA复合吸附剂。

1.3 吸附试验

制备模拟染料废水:称取定量活性艳红RBR KD-8B染料配制成2 g·L-1储备液,实验时将其稀释至所需的浓度。

吸附动力学实验:采用分光光度法测定所得Ce(Ⅲ)/FA吸附剂对活性艳红RBR KD-8B染料的吸附性能。取0.1 g吸附剂置于一系列50 mL锥形瓶中,再依次加入20 mL 2000 mg·L-1的活性艳红RBR KD-8B溶液,分别在3个温度下振荡不同时间,用0.45 μm滤膜抽滤,取上清液于542 nm波长处测定其吸光度,并按方程(1)和方程(2)计算Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量qe(mg·g-1)和去除率η(%)。

式中:V为染料溶液的体积,L;m为吸附剂的质量,g;C0、Ce分别为吸附前后溶液中染料的质量浓度,mg·L-1。

1.4 吸附剂等电点的测定方法

在一系列锥形瓶中,分别放入10 mL浓度为0.01 mol·L-1的NaCl溶液,依次调节溶液pH值在2.00~11.00之间(记为pH0),分别加入吸附剂0.050 0 g,在298 K下连续水浴振荡10 h后,取出并测定此时溶液的 pH(记为 pH*),以 ΔpH(ΔpH=pH0-pH*)对 pH0作图,两者交点即为吸附剂的等电点。

1.5 材料表征

飞利浦PW-1830型X射线衍射仪(XRD,Cu kα辐射)布拉格角为10°~80°,荷兰PHILIP公司;Bruker,QUANTAX 200型能谱分析仪;Hitachi S-4800型发射扫描电子显微镜,日本日立公司;ASAP 2020型全自动比表面积及孔隙度分析仪,美国麦克仪器公司;FT-IR6700型红外光谱仪(FT-IR)采用KBr压片,美国Nicolet公司;U-2900型紫外可见分光光度计。

2 结果与讨论

2.1 Ce(Ⅲ)/FA复合材料的表征

2.1.1 SEM-EDS分析

通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)相结合对FA和Ce(Ⅲ)/FA样品的形貌和组成进行了表征,见图1。

图1 FA与Ce(Ⅲ)/FA复合材料的SEM照片Figure 1 SEM photos of FA and Ce(Ⅲ)/FA composites

由图1(a)可看出FA是由不同尺寸表面较平滑致密的球形微珠、片状和零散状不规则物相构成,一些颗粒表面存在开放型空穴,因为FA形成时一部分气体逸出,一部分未逸出封闭在内部。而从图1(b)发现FA经HCl改性后所制得的Ce(Ⅲ)/FA的表面形貌明显改变,原有的表面光滑球状颗粒已转变成更为粗糙、细小及不规则的结构,且部分表面裂开出现空洞。同时,在Ce(Ⅲ)/FA的SEM图中能够清晰看到颗粒表面存在白色斑点,极有可能是Ce离子分散到了粉煤灰颗粒表面。结合表1 Ce(Ⅲ)/FA的EDS元素分析结果可知:主要元素O、Si、Al、Ca、Fe含量明显减小,说明FA酸化后部分酸溶性物质溶解,内部气体被释放出来,使得FA玻璃相表面破坏;而在Ce(Ⅲ)/FA中出现了Ce元素,说明已成功制成Ce(Ⅲ)/FA复合吸附材料。综上可知,在制备复合材料时,因酸、稀土离子与FA的反应,破坏了由FA表面Si-O键及Al-Si键所构成的保护膜,使颗粒出现大量介孔,空间位阻减小、内扩散速率变快,进一步提高了复合吸附剂的吸附性能。

表1 样品的EDS元素分析结果Table 1 Element analysis results of the samples according to EDS

2.1.2 XRD分析

图2为FA和Ce(Ⅲ)/FA物相结构XRD谱图,FA的主要晶相为莫来石(Al6Si2O13,Mullite,M,JCPDS 79-1451)、刚玉(Al2O3,Corundum,C,JCPDS 74-1081)、石英(SiO2,Quartz,Q,JCPDS 82-0511)及少量的赤铁矿(Fe2O3,Hematite,H,JCPDS 84-0280),衍射峰主要集中在2θ=15°~45°,且在24°~28°有较宽大的衍射峰,说明有大量玻璃体存在。相比之下,Ce(Ⅲ)/FA样品的XRD图中未发现有关Ce元素的晶体峰,但石英和莫来石峰强有所下降,主要因为FA本身是在高温下形成,酸处理破坏了其玻璃体表面的致密结构,杂质减少、粒径变小,使其表面发生了一定的变化[14]。此外未发现有Ce元素的衍射峰,这符合EDS分析结果,说明在制备复合吸附材料过程中Ce元素是以离子形式负载于FA上,使得复合吸附材料Ce(Ⅲ)/FA的吸附性能显著提升。

图2 FA和Ce(Ⅲ)/FA的XRD谱图Figure 2 XRD patters of FA and Ce(Ⅲ)/FA

2.1.3 FT-IR分析

FA和Ce(Ⅲ)/FA的FT-IR谱图见图3。在FA的FT-IR谱图中,吸收峰在3 400.79、1 425.02 cm-1处分别为OH-的伸缩振动峰和H2O的弯曲振动峰,1 096.78 cm-1处的尖峰为Si-O-Al的反对称伸缩振动峰,Al-O-Al的弱吸收伸缩振动峰在873.38 cm-1处,而558.89 cm-1处为硅氧四面体中O-Si-O的对称伸缩振动峰,同时也是6配位的Al-O振动[15-16]。Ce(Ⅲ)/FA吸附活性艳红RBR KD-8B溶液前的FT-IR谱图和FA相比,并没有新的特征峰出现,但峰位置有所变动、峰强向高频移动,其主要原因为酸处理后粉煤灰中的Al2O3、SiO2等活性成分被激发出来,使Si-OH与H2O之间的质子化作用增强。而Ce(Ⅲ)/FA吸附活性艳红RBR KD-8B后在1 544.03、1 489.39 cm-1处出现两个新的吸收峰,很可能是C=N伸缩振动峰和苯环骨架伸缩振动峰(υC=C),主要是因为吸附剂表面的官能团C-H键与染料发生离子交换作用造成的。综上可推断Ce元素是以离子形式负载于FA上,且Ce(Ⅲ)离子形成水合离子,OH-基团数量增加,氢键作用更强,复合材料Ce(Ⅲ)/FA吸附效果更好。

图3 FA、Ce(Ⅲ)/FA及吸附染料后的FT-IR图Figure 3 FT-IR spectra of FA,Ce(Ⅲ)/FA and Ce(Ⅲ)/FA adsorbed by dye

2.1.4 吸附剂的等电点

图4 吸附剂的等电点Figure 4 Isoelectric point of adsorbent

按照吸附剂等电点测定方法得到酸改性FA和Ce(Ⅲ)/FA吸附剂的等电点图,如图4。从图4可知,酸改性FA和Ce(Ⅲ)/FA等电点分别为4.97和4.65,二者相差较小;说明FA在pH<4.97时表面带正电荷,而pH>4.97时表面带负电荷。同样,Ce(Ⅲ)/FA在pH<4.65时表面带正电荷,pH>4.65时,表面带负电荷。

2.2 Ce(Ⅲ)/FA复合材料的制备条件

2.2.1 原料和试剂添加比例的选择

图5为FA与Ce(Ⅲ)离子不同质量比制得的Ce(Ⅲ)/FA对初始浓度为2000 mg·L-1的活性艳红RBR KD-8B溶液吸附效果的影响。

图5 m(FA)∶m(Ce)对吸附性能的影响Figure 5 Effect of m(FA)∶m(Ce)on the adsorption properties

FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量和去除率分别为53.4 mg·g-1和13.4%。从图5可知,Ce(Ⅲ)/FA比FA吸附性能显著增强,且随着Ce(Ⅲ)比例增加吸附量逐渐变大,而当m(FA)∶m(Ce)=25∶1时,Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B吸附效果最佳,相应吸附量和去除率分别为355.1 mg·g-1和88.8%。结合BET数据分析,在m(FA)∶m(Ce)=25∶0.7之前,随着Ce(Ⅲ)比例的增加,Ce(Ⅲ)/FA比表面积有增有减,但变化不大,而当m(FA)∶m(Ce)=25∶1时复合材料的比表面积明显下降(6个不同比例的比表面积依次为6.72、7.04、6.25、7.47、3.90、2.68 m2·g-1),说明Ce(Ⅲ)离子的负载使得FA比表面积减小,原因可能为Ce(Ⅲ)在酸性条件下形成水合离子与FA表面分子之间发生氢键作用及范德华力;此外,随着Ce(Ⅲ)离子量的增加,其逐渐扩散到FA毛细孔中占据部分孔道,以及仪器测量的误差均会导致比表面积有所下降,但不会直接影响Ce(Ⅲ)/FA的吸附性能。故本实验选定质量比为m(FA)∶m(Ce)=25∶1来制备复合吸附剂Ce(Ⅲ)/FA。

2.2.2 HCl浓度的选择

FA经4 mol·L-1HCl溶液处理后对活性艳红RBR KD-8B的吸附量和去除率比FA增大了2.7倍,故制备Ce(Ⅲ)/FA时,首先用HCl溶液处理FA。从图6可看出,HCl浓度对Ce(Ⅲ)/FA吸附性能有一定影响,当用3 mol·L-1HCl溶液处理FA后所制备的Ce(Ⅲ)/FA吸附性能最佳,对活性艳红RBR KD-8B染料的吸附量和去除率分别提升至365.7 mg·g-1和91.4%。原因可能为FA经过酸化后自身的孔道被疏通且破坏了FA玻璃体表面的紧密结构,活性点位增多,从而使FA的比表面积增大,吸附性能更强。所以,本实验选取3 mol·L-1HCl溶液处理,并在此基础上进一步探究了酸化时间的影响(图7),在30 min时吸附效果最佳,故最终选定酸化时间为30 min。

图6 HCl浓度对吸附的影响Figure 6 Effect of HCl concentration on the adsorption

图7 HCl酸化时间对吸附的影响Figure 7 Effect of HCl acidification time on the adsorption

2.2.3 负载Ce的时间和制备温度的选择

图8 Ce(Ⅲ)负载时间对吸附的影响Figire 8 Effect of Ce(Ⅲ)impregnation time on the adsorption

反应时间对于酸改性FA负载Ce(Ⅲ)离子有很大影响,在所得酸改性FA上滴加等量的Ce(Ⅲ)离子,在选定比例m(FA)∶m(Ce)=25∶1下探究负载Ce的不同时间对Ce(Ⅲ)/FA吸附性能的影响,如图8所示。由图8可看出,随着反应时间的增加,吸附量逐渐增加,当负载时间为30 min时,吸附量和去除率达最大值,分别为373.9 mg·g-1和93.2%,稀土Ce(Ⅲ)离子的吸附解析达到动态平衡,时间再增加,Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的去除率基本不变。因此,反应时间定为30 min。在此基础上,探究了制备温度的影响,见图9,当温度从25℃升高到60℃时,Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量和去除率先下降后基本保持不变,25℃时,吸附量和去除率分别为370.0 mg·g-1和92.5%;60℃时,吸附量和去除率分别为360.0 mg·g-1和89.8%;可看出升高温度吸附效果基本不变;本着节约资源的原则,故本实验将制备温度设定为25℃。

图9 制备温度对吸附的影响Figure 9 Effect of preparation temperature on the adsorption

2.2.4 Ce(Ⅲ)/FA投加量的选择

图10 Ce(Ⅲ)/FA投加量对吸附的影响Figure 10 Effect of Ce(Ⅲ)/FA dosages on the adsorption

采用选定条件下所得Ce(Ⅲ)/FA复合材料为吸附剂,加入25 mL初始浓度为2000 mg·L-1的活性艳红RBR KD-8B溶液,在室温下以自然pH值、170 r·min-1恒温振荡1 h进行吸附反应,研究Ce(Ⅲ)/FA的投加量对活性艳红RBR KD-8B吸附效果的影响,结果见图10。从图10可知,活性艳红RBR KD-8B染料的去除率随着Ce(Ⅲ)/FA投加量的增加呈上升趋势并趋于平衡,而吸附量先增大后逐渐减小,其原因为吸附活性位点的数量会随Ce(Ⅲ)/FA投加量增加而变多,而吸附活性位点的数量直接影响着吸附剂对活性艳红RBR KD-8B的吸附性能。当投加量为0.100 0 g时,吸附量和去除率分别为376.0 mg·g-1和94.0%;投加量增大为0.120 0 g时,吸附量下降到321.1 mg·g-1,但去除率达96.3%并逐渐达到平稳状态。主要是由于增加Ce(Ⅲ)/FA的投加量就会有更多的吸附活性位点,更有利于其对活性艳红RBR KD-8B染料的去除;但因为染料的浓度不变,Ce(Ⅲ)/FA单位质量吸附的活性艳红RBR KD-8B减少,随着吸附的进行,吸附剂和吸附质中的有机浓度趋于一致,可利用的吸附位点减少,导致吸附量下降。故本着吸附性能最佳和优化投加量的原则,最终选择Ce(Ⅲ)/FA投加量为0.100 0 g。

2.2.5 pH的影响

图11 混合液pH对吸附的影响Figure 11 Effect of pH on the adsorption

探究不同pH溶液对按优化条件制得的Ce(Ⅲ)/FA吸附性能的影响,见图11。由图11可知,所得Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量随pH增加先增大后减小,在pH=2时吸附量为364.9 mg·g-1,pH=4时达最大值 381.2 mg·g-1,pH=6 时为 379.9 mg·g-1,而在pH=12时吸附量降至68.1 mg·g-1。主要是因为pH值过小时,质子化作用变弱,活性艳红RBR KD-8B的阴离子易被溶液中的H+攻击,不易于被吸附剂吸附。pH值过大时,溶液中存在的大量OH-包围在吸附剂表面,而活性艳红RBR KD-8B在水溶液中会释放出阴离子,导致活性艳红RBR KD-8B与吸附剂之间存在排斥作用[17]。结合吸附剂等电点可知酸改性FA和Ce(Ⅲ)/FA的等电点均在5附近,随着pH在4.0~6.0之间的变化使得吸附剂表面所带电荷逐渐由正变负,但电荷密度变化很小,即对吸附量的变化影响很小,因此,考虑到反应体系酸度和吸附性能均优之下,本实验最终选择混合液pH值为6。此外,在优化条件下考察6个不同振荡频率对吸附性能的影响,从图12可看出,不同振荡频率对活性艳红RBR KD-8B的吸附效果基本不变,但振荡频率增大到180 r·min-1时,吸附量和去除率达最大值,分别为376.2 mg·g-1和94.1%,故本着较优吸附性能和节能环保原则,振荡频率选180 r·min-1。

图12振荡频率对吸附的影响Figure 12 Effect of shaking frequency on the adsorption

2.3 吸附动力学

图13 为2000 mg·L-1活性艳红RBR KD-8B溶液于3个不同温度下在Ce(Ⅲ)/FA吸附剂上的吸附动力学曲线。从图13可知,吸附时间在0~15 min内时,随着接触时间增长,Ce(Ⅲ)/FA吸附剂对活性艳红RBR KD-8B溶液的吸附量和去除率急剧上升,25℃下分别达到了357.4 mg·g-1和89.4%,属于快吸附阶段;此后吸附量增长缓慢,到60 min时吸附达动态平衡,相应的吸附量和去除率分别为370.7 mg·g-1和92.7%;而在180 min时吸附量达375.4 mg·g-1、去除率为94.0%,说明此阶段吸附剂已达饱和状态;在开始吸附阶段时表面吸附活性位点较多,在短时间内可快速达饱和状态,所以之后随着接触时间的增长,吸附量变化不大。故本研究后续实验所选吸附平衡时间为90 min。当吸附温度从25℃升高到55℃时,在15 min 时吸附量由 357.4 mg·g-1降为 339.1 mg·g-1,180 min 时由375.4 mg·g-1变为358.7 mg·g-1,这说明该吸附为放热反应,温度对吸附动力学具有一定影响,且25℃时利于Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B废水的有效吸附。

图13 不同温度下活性艳红RBR KD-8B在Ce(Ⅲ)/FA上的吸附动力学Figure 13 Adsorption kinetics of reactive brilliant red RBR KD-8B on Ce(Ⅲ)/FA at different temperatures

2.4 动力学模型的拟合

为进一步研究活性艳红RBR KD-8B溶液在Ce(Ⅲ)/FA上的吸附过程和吸附机理,分别通过拟一级和拟二级吸附速率方程进行拟合[18-19]:

式中:k1为一级吸附速率常数,min-1;k2为二级吸附速率常数,g·mg-1·min-1;qe为平衡吸附量、qt为t时刻对应的吸附量,mg·g-1。

拟合结果及相关参数见表2。由相关系数R2可知,3个温度下的吸附数据完全符合拟二级吸附速率方程,明显优于拟一级吸附速率方程(R2>0.79)。此外,拟二级吸附速率方程所得平衡吸附量(qe,2)和实验的实际平衡吸附量qe,exp很接近,说明二级动力学方程能更准确、真实地反映Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附反应机理。

2.5 吸附剂性能比较及机理探讨

从图14可知,由酸改性的FA(MFA)和酸改性后负载Ce(Ⅲ)离子的复合材料[Ce(Ⅲ)/FA]均比FA对初始浓度为2000 mg·L-1活性艳红RBR KD-8B溶液的吸附量有显著提高,分别比FA增大了1.71倍和6.02倍,去除率分别为36.2%和93.7%(投加量均为5 g·L-1)。

图14 不同吸附剂对活性艳红RBR KD-8B吸附性能的比较Figure 14 Comparison of different adsorbents on the adsorption properties of reactive brilliant red RBR KD-8B

表2 Ce(Ⅲ)/FA在不同温度下对活性艳红RBR KD-8B的吸附动力学方程拟合参数Table 2 Kinetic parameters fitting for reactive brilliant red RBR KD-8B adsorption onto Ce(Ⅲ)/FA at different temperatures

粉煤灰主要是由硅铝酸盐玻璃体组成,经HCl处理后颗粒表面会部分生成H4SiO4,使其表面由光滑变粗糙、孔隙度增加、比表面积增大(由3.97 m2·g-1增大为 6.72 m2·g-1),物理吸附能力增强,表面的Si-OH、Al-OH、Fe-OH由于发生质子化作用而带正电荷,即会与水中染料阴离子发生强烈的静电吸附作用,从而提高了MFA的吸附性能[20-21]。另外,由于引入了少量稀土离子,正电荷增多,与负电荷吸附作用加强,促进水解聚合,静电黏附和吸附架桥能力增强;稀土离子会生成无定形的新沉淀体,得到巨大的网状表面结构,起到助凝作用和协同混凝作用[22-24],使Ce(Ⅲ)/FA复合吸附剂对活性艳红RBR KD-8B溶液的吸附性能达到更佳。唐祝兴等[25]以石墨烯和FeSO4·7H2O为主要原料合成的Fe3O4@GO纳米材料用于吸附45.0 mg·L-1活性艳红溶液,在室温下吸附1 h的饱和吸附量达69.0 mg·g-1。王秀平等[26]用壳聚糖改性天然伊利石对活性艳红RBR KD-8B的吸附进行研究,在pH=5、投加量0.6 g下用Langmuir等温方程拟合得到对活性艳红RBR KD-8B平衡吸附最佳,但也未超过50.0 mg·g-1。程云环等[27]以小麦秸秆为原材料,采用限氧裂解法制备生物质炭,在炭化温度为600℃、投加量为7.0 g·L-1时,起始浓度为 50.0 mg·g-1的活性艳红 RBR KD-8B去除率达90.0%。相比之下,本文所制Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量可达到379.9 mg·g-1,去除率在90.0%以上,具有很强的优势,有利于高浓度染料废水的吸附处理;此外,FA来源广泛,价廉易得,制备成本低。

3 结论

(1)由FA制得一种新型复合吸附剂Ce(Ⅲ)/FA对双一氯均三嗪型双偶氮染料活性艳红RBR KD-8B具有良好的吸附性,吸附量和去除率分别可达379.9 mg·g-1和94.0%,与原状FA的吸附性能相比,吸附量增大了6.12倍。

(2)吸附剂投加量、溶液pH值、振荡频率、吸附时间和温度对Ce(Ⅲ)/FA吸附RBR KD-8B均有一定影响。基于所研究的初始质量浓度范围内,3个温度下的吸附动力学均可用拟二级吸附速率方程很好地描述。

(3)经过对FA和Ce(Ⅲ)/FA的SEM、EDS、XRD、FT-IR及BET等表征结果分析后发现,Ce(Ⅲ)/FA的表面形貌较FA有明显变化,原有致密光滑的表面变粗糙,颗粒变小,更多的活性成分得到释放,孔道增多,铈元素以离子形式成功负载到FA上,使得Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附性能显著增强。

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