粉煤灰沸石球的制备及其对镉（Ⅱ）离子的吸附研究

本文以粉煤灰为原料,首先采用免烧结工艺合成粉煤灰陶粒,通过水热合成方法合成粉煤灰沸石球。通过正交实验确定了粉煤灰陶粒最佳合成条件,进而重点探讨了合成时间、晶化温度和NaOH浓度在水热合成中对粉煤灰沸石球合成的影响。结果表明：粉煤灰沸石球合成最优条件为：NaOH浓度为5mol/L,晶化温度为120℃,合成时间为12h。经过X射线衍射(XRD)分析,合成的粉煤灰沸石球为NaX型沸石、NaA型沸石和羟基方钠石(HS)的混合相。扫描电镜(SEM)分析表明,合成的粉煤灰沸石球具有NaX型沸石和NaA型沸石的八面体晶体形貌和立方体晶体形貌。通过紫外分光光度法测定粉煤灰沸石球的阳离子交换容量(CEC)为0.703mg/g。 其次,本文研究了静态吸附条件下合成的粉煤灰沸石球和粉煤灰陶粒对镉(Ⅱ)离子的吸附性能,考察了溶液pH值、温度和吸附剂用量对吸附性能的影响。结果表明：粉煤灰沸石球和粉煤灰陶粒的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温线模型,并且两者静态饱和吸附容量分别为2.93 mg/g和2.50 mg/g。通过动力学边界模型推算表明：粉煤灰沸石球和粉煤灰陶粒对镉(Ⅱ)离子吸附过程的速度控制步骤为液膜扩散,镉(Ⅱ)离子吸附过程符合Lagergren二级速率方程。