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沙柳木粉基高效吸附材料对煤矿废水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)作用特性及机理
被引量：
1
1
作者
周刚
栾国梁
+3 位作者
李帅龙
陈冠双
吕颖慧
孙慧赟
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1570-1582,共13页
针对煤矿酸性废水中含有较高质量浓度铁离子和锰离子的问题,以沙柳木粉为主要原料,遵循农林废弃物提取再利用原则,经过NaOH、Na2SO3等溶液处理后获得脱木素木粉(DWF),通过微波辅助-原位合成的手段,制备了一种针对煤矿废水中Fe(Ⅱ)和Mn(...
针对煤矿酸性废水中含有较高质量浓度铁离子和锰离子的问题,以沙柳木粉为主要原料,遵循农林废弃物提取再利用原则,经过NaOH、Na2SO3等溶液处理后获得脱木素木粉(DWF),通过微波辅助-原位合成的手段,制备了一种针对煤矿废水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附剂(AA-DWFPAM)。借助扫描电子显微镜(SEM)、N_(2)吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和红外热重联用(TG-FTIR)对产物的微观结构、反应机理、热稳定性进行了分析,探讨了AA-DWF-PAM的最佳吸附条件、吸附动力学、吸附等温线,研究了AA-DWF-PAM对Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附特性和吸附机理。表征实验结果表明:AA-DWF-PAM整体存在较多孔洞并呈现网状结构,且比表面积(BET)为150.83 m^(2)/g,说明改性后的吸附剂具有较大的比表面积,能够为Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)吸附提供较多位点和空间;此外,AA-DWF-PAM热解气态产物主要有H_(2)O、CO_(2)以及少量CO,裂解温度较高,其结构稳定性较强。吸附特性实验研究表明:AA-DWF-PAM用量为4 g/L、溶液pH=4、吸附时间达到200 min,以及Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg/L和80 mg/L时,为AA-DWFPAM的最佳吸附条件;经过计算得知,AA-DWF-PAM更接近于伪二级动力学假设,吸附主要控制过程为化学过程,且吸附过程更符合Langmuir方程的单层分子吸附,Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的理论最大吸附量分别为192.29 mg/g和123.65 mg/g;通过Materials Studio对吸附过程进行分子模拟和量子化学计算得知,吸附过程中—NH_(2)、—COOH以及—OH官能团起到静电吸附作用。因此,合理利用农林废弃物,为煤矿酸性废水治理提供了新途径,开发的AA-DWF-PAM吸附剂,能够有效处理煤矿酸性废水中的铁锰离子。
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关键词
废弃物
沙柳木粉
酸性废水
吸附剂
分子动力学
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职称材料
题名
沙柳木粉基高效吸附材料对煤矿废水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)作用特性及机理
被引量：
1
1
作者
周刚
栾国梁
李帅龙
陈冠双
吕颖慧
孙慧赟
机构
山东科技大学
安全与环境工程学院
山东科技大学、矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
阿尔伯塔
大学
土木与环境工程系
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1570-1582,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(52274215)
山东科技大学杰出青年人才资助项目(SKR22-5-01)
国家留学基金委奖学金资助项目(202108370223)。
文摘
针对煤矿酸性废水中含有较高质量浓度铁离子和锰离子的问题,以沙柳木粉为主要原料,遵循农林废弃物提取再利用原则,经过NaOH、Na2SO3等溶液处理后获得脱木素木粉(DWF),通过微波辅助-原位合成的手段,制备了一种针对煤矿废水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附剂(AA-DWFPAM)。借助扫描电子显微镜(SEM)、N_(2)吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和红外热重联用(TG-FTIR)对产物的微观结构、反应机理、热稳定性进行了分析,探讨了AA-DWF-PAM的最佳吸附条件、吸附动力学、吸附等温线,研究了AA-DWF-PAM对Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附特性和吸附机理。表征实验结果表明:AA-DWF-PAM整体存在较多孔洞并呈现网状结构,且比表面积(BET)为150.83 m^(2)/g,说明改性后的吸附剂具有较大的比表面积,能够为Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)吸附提供较多位点和空间;此外,AA-DWF-PAM热解气态产物主要有H_(2)O、CO_(2)以及少量CO,裂解温度较高,其结构稳定性较强。吸附特性实验研究表明:AA-DWF-PAM用量为4 g/L、溶液pH=4、吸附时间达到200 min,以及Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg/L和80 mg/L时,为AA-DWFPAM的最佳吸附条件;经过计算得知,AA-DWF-PAM更接近于伪二级动力学假设,吸附主要控制过程为化学过程,且吸附过程更符合Langmuir方程的单层分子吸附,Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的理论最大吸附量分别为192.29 mg/g和123.65 mg/g;通过Materials Studio对吸附过程进行分子模拟和量子化学计算得知,吸附过程中—NH_(2)、—COOH以及—OH官能团起到静电吸附作用。因此,合理利用农林废弃物,为煤矿酸性废水治理提供了新途径,开发的AA-DWF-PAM吸附剂,能够有效处理煤矿酸性废水中的铁锰离子。
关键词
废弃物
沙柳木粉
酸性废水
吸附剂
分子动力学
Keywords
waste extraction
salix powder
mine acid waste water
adsorbent
molecular dynamics
分类号
X751 [环境科学与工程—环境工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
沙柳木粉基高效吸附材料对煤矿废水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)作用特性及机理
周刚
栾国梁
李帅龙
陈冠双
吕颖慧
孙慧赟
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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