Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd(II)吸附性能及其作用机理研究

采用水浴共沉淀法在碱性条件下制备两种Zn系层状双金属氢氧化物（Zn-LDHs），并对天然麦饭石进行覆膜改性得到Zn-LDHs覆膜改性麦饭石.运用能谱分析仪（EDS）配合场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）检测改性前后麦饭石，及吸附试验后ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石的形貌和元素变化；采用X射线衍射仪（XRD）对天然麦饭石和ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石的结构进行表征；通过等温吸附试验、解吸附试验、吸附动力学试验、吸附热力学试验、不同pH值条件下的吸附试验和竞争离子吸附试验，探究Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd（Ⅱ）的吸附效果及其作用机理.结果表明，Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd（Ⅱ）的吸附性能显著提升，其中ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石饱和吸附容量（2500 mg·kg-1）较天然麦饭石（714.29 mg·kg-1）提高了3.5倍；吸附时间、pH值和温度条件均对吸附容量产生影响；Zn-LDHs覆膜改性麦饭石吸附过程更符合Langmuir等温模型、准二级动力学模型、Elovich模型，为均匀的单分子层化学吸附，而天然麦饭石吸附过程符合Freundlich等温模型和准一级动力学模型，吸附类型为非均匀多分子层物理吸附；Zn-LDHs覆膜改性麦饭石热力学参数ΔGθ 0，说明Zn-LDHs覆膜改性麦饭石对Cd（Ⅱ）的吸附是自发放热过程，天然麦饭石吸附则为自发的吸热过程.研究结果可为ZnFe-LDHs覆膜改性麦饭石有效应用于生态工程除Cd（Ⅱ）提供理论依据和技术参考.