SA@L-Cys@Fe3O4磁性复合材料对含Cu(Ⅱ)废水的处理效能及其机理

作     者：冯嘉颖 张军 宋卫锋 刘建国 包炳钦 徐少华 FENG Jiaying;ZHANG Jun;SONG Weifeng;LIU Jianguo;BAO Bingqin;XU Shaohua

作者机构：广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 广东省资源综合利用研究所广州510651 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室广州510651 广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室广州510651 

出 版 物：《环境工程学报》 (Chinese Journal of Environmental Engineering)

年 卷 期：2020年第14卷第12期

页      面：3251-3261页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：广州市科学研究计划重点项目(201904020021) 广东省科学院创新能力建设专项(2018GDASCX-0109) 广东省科学院青年科技工作者引导专项(2019GDASYL-0105056) 广东省科学院青年科技工作者引导专项(2019GDASYL-0105054) 

主　　题：海藻酸钠 L-半胱氨酸 电镀废水 吸附机理 磁响应 

摘      要：以海藻酸钠(SA)、L-半胱氨酸(L-Cys)、CaCl2和Fe3O4为原材料制备了一种环保型的磁性复合材料MSAL,以模拟废水和实际含铜电镀废水为研究对象,探索了pH、共存离子和吸附时间对Cu(II)吸附性能的影响。采用SEM-EDS、PPMS和XPS等分析手段对MSAL进行了表征,且探索了其可能的吸附机理。单因素条件优化实验结果表明:MSAL的适宜制备条件为30.0 g·L^−1 SA、6.0 g·L^−1 L-Cys、2.5 g·L^−1 CaCl2、2.0 g·L^−1 Fe3O4;MSAL对Cu(Ⅱ)的吸附性能随pH增大而明显提高,并在pH为3.0~5.0时,对Cu(Ⅱ)维持较高的去除率;在pH=5时,MSAL对电镀废水中铜去除率可高达94.02%。吸附倾向于遵循拟准二级动力学模型和Langmuir等温模型,这表明吸附以单分子层吸附为主,并受化学过程控制,最大吸附容量可达到175.45 mg·g^−1。表征结果发现:MSAL具备出色的磁响应性,容易从溶液中被去除;吸附过程主要受离子交换作用以及氨基,羧基与Cu(Ⅱ)之间的配位作用影响。以上结果可为磁性复合材料在电镀废水中重金属污染治理奠定坚实基础。