富里酸改性FeMnNi-LDH复合材料对水中砷镉的吸附性能与机制

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：何雅馨,柯心怡,魏世强,蒋珍茂

单位：西南大学资源环境学院, 重庆 400715,重庆市农业资源与环境研究重点实验室, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,重庆市农业资源与环境研究重点实验室, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,重庆市农业资源与环境研究重点实验室, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,重庆市农业资源与环境研究重点实验室, 重庆 400715

摘要：水体中的As （Ⅲ）和Cd （Ⅱ）重金属离子具有潜在的毒性，且能通过食物链等方式转移富集进入人体，进而威胁人体健康.选用富里酸（FA）作为铁锰镍层状双氢氧化物（FeMnNi-LDH）的修饰物，采用共沉淀法制备出能够同时吸附As （Ⅲ）和Cd （Ⅱ）阴阳离子的稳定层状复合材料（FA@FeMnNi-LDH），主要提升了其对Cd （Ⅱ）的吸附容量.利用XRD、TEM、FT-IR和XPS等技术对其结构进行表征，并探讨其对水体中As （Ⅲ）和Cd （Ⅱ）的吸附去除能力和机制.结果表明，经筛选出的具有结构稳定和最大FA负载率、且达到最优吸附性能的复合材料有层状双氢氧化物的典型特征峰.复合材料对As （Ⅲ）和Cd （Ⅱ）的吸附动力学符合准二级动力学模型，等温吸附曲线符合Langmuir模型，25℃时最大吸附量分别为249.60 mg ·g-1和156.50 mg ·g-1.该复合材料在pH为2~7和4~7范围内，分别对As （Ⅲ）和Cd （Ⅱ）有较好的吸附效果.水中共存的常见阴离子对As （Ⅲ）的竞争吸附影响大小顺序为：PO₄3->CO₃2->NO₃-，常见阳离子对Cd （Ⅱ）的竞争吸附影响大小顺序为：Pb2+>Cu2+>K+，复合材料对As （Ⅲ）和Cd （Ⅱ）的吸附量均随着竞争离子浓度的增加而减少.复合材料对As （Ⅲ）的吸附机制主要为LDH层间离子交换，对Cd （Ⅱ）的吸附机制主要为负载的FA配位络合.综上，制备出的FA@FeMnNi-LDH复合材料对水中As （Ⅲ）和Cd （Ⅱ）复合体系的吸附去除和毒性控制具有良好的应用前景.

关键词：层状双金属氢氧化物(LDH),富里酸(FA),改性,砷镉复合污染,吸附机制,