蒙脱石-氧化铁复合体的表征及其对不同形态磷的吸附特性

制备了蒙脱石-针铁矿复合体(Mt-Goe)和蒙脱石-非/弱晶质氧化铁复合体(Mt-HFO),研究了它们的结构、表面性质及其对无机磷酸盐(Pi)和植酸(IHP)的吸附特性。结果显示,Mt-Goe中少量羟基铁离子进入了蒙脱石晶层间导致其层间距增大,针铁矿颗粒较好地包被在蒙脱石外表面;Mt-HFO中蒙脱石层间则发生了Fe~(3+)水解,生成了(羟基)铁氧化物,并在蒙脱石表面形成非晶质氧化铁颗粒。蒙脱石、Mt-Goe和Mt-HFO的比表面积分别为258.7、185.4和226.4 m~2·g~(–1),其表面分形度、等电点和表面羟基含量均依次升高,pH5.5时的表面Zeta电位分别为–46.1、–13.6和–19.4 mV。3种样品对Pi和IHP的吸附模式以匀质性表面单层吸附为主,Langmuir饱和吸附量(qmax)和吸附亲和力均表现为由大到小依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。3种样品对Pi和IHP的动力学吸附过程适合用准二级动力学模型描述,其速率常数由小到大依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。与吸附Pi相比,3种样品吸附IHP的动力学速率常数明显减小,吸附量明显增大;Mt-HFO对IHP的吸附速率尤其缓慢,而吸附量远大于对Pi的吸附量。     

针铁矿和针铁矿—胡敏酸复合体对Se(Ⅳ)吸附机制

研究了针铁矿和针铁矿—胡敏酸复合体对Se(Ⅳ)的吸附机制。结果表明:针铁矿和复合体对Se(Ⅳ)的最大吸附容量分别为0.202 mmol g-1和0.159 mmol g-1。针铁矿的等温吸附数据适合用Langmuir模型拟合,而Freundlich模型更适合描述复合体的等温吸附过程。针铁矿的等电点(IEP)在7.0附近,复合体的IEP3.0;当p H=4.0时,它们的表面电位分别为46.6 m V和-40.5 m V。X—射线光电子能谱(XPS)分析显示,针铁矿和复合体表面Fe2p3/2的电子结合能(B.E.)分别为711.4e V和711.5 e V,复合体表面C1s的B.E.值为284.8 e V。初始p H=4.0时,样品与Se(Ⅳ)相互作用后的主要变化体现在:(1)针铁矿和复合体的悬浮液p H分别升高至4.4和4.2,表面电位分别降低了39.08 m V和升高了1.8 m V;(2)针铁矿表面Fe(Ⅲ)的B.E.值降低了0.4 e V,但吸附态Se(Ⅳ)的B.E.值无明显变化;(3)复合体表面Fe(Ⅲ)的B.E.值降低了0.3 e V,表面C-O中C的B.E.值由285.7 e V升高至286.5e V,吸附态Se(Ⅳ)的B.E.值升高了0.6 e V。针铁矿和复合体吸附Se(Ⅳ)的主要机制包括表面配合反应(复合体表面铁羟基与HSe O3-之间存在双齿配位)、静电引力、氢键等作用。此外,复合体表面吸附态Se(Ⅳ)同时与针铁矿和胡敏酸发生了作用,形成了针铁矿—Se(Ⅳ)—胡敏酸三元体。