菌粉、两性黏土复合活性硅酸钙对Cu~(2+)的吸附和阻滞效应

李文斌;邓红艳;李雪连;刘伟;雷刚刚;孟昭福;罗川;王腾

西北农林科技大学资源环境学院;农业部西北植物营养与农业环境重点实验室;西华师范大学环境科学与工程学院

摘  要：

为了探究菌粉、BS黏土复合硅酸钙材料对Cu~(2+)的吸附特征及阻滞效果,分别将啤酒酵母菌粉和100%CEC的BS-12(十二烷基二甲基甜菜碱)修饰膨润土以质量比10%、25%和50%与硅酸钙(CK)组配,形成J-Ca(菌粉+硅酸钙)和BS-Ca(BS黏土+硅酸钙)两类复合材料。批处理法研究不同pH值和温度条件下复合材料对Cu~(2+)的等温吸附特征,并采用运移模型验证两类复合材料对Cu~(2+)的阻滞效应。结果表明,随着菌粉添加比例的增加,J-Ca材料对Cu~(2+)的吸附能力逐渐降低,而BS-Ca材料对Cu~(2+)的吸附量随BS黏土添加比例的增加而增大;相同菌粉和BS黏土添加比例下,复合吸附剂对Cu~(2+)的吸附量表现为BS-Ca>CK>J-Ca。两类复合材料对Cu~(2+)的吸附是一个自发、吸热(50%BS-Ca除外)和熵增的反应过程。10~30℃范围内,温度对CK和10%J-Ca吸附Cu~(2+)的影响不大,而25%J-Ca和50%J-Ca对Cu~(2+)的吸附量在不同温度处理下差异显著;当BS黏土添加比例达到50%时,BS-Ca吸附Cu~(2+)的温度效应开始从增温正效应向增温负效应转变。随着溶液pH值的升高,两类材料对Cu~(2+)的吸附量均有不同程度的增加。饱和水土柱运移试验中Cu~(2+)穿透的体积数表现为25%J-CaCK>25%BS-Ca;CK、25%J-Ca和25%BS-Ca对Cu~(2+)的吸附率均达到了95%以上,且阻滞因子显示出25%BS-Ca>CK>25%J-Ca。

关键词：啤酒酵母菌;BS黏土;Cu2+;吸附量;阻滞