【摘 要】
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工业生产过程,特别是有色金属冶炼与加工过程中产生的大量含镉、砷等重金属废水严重污染陆地和水生生态系统,对人体健康造成巨大的危害,如何高效地去除水体中镉、砷等重金属废水引起国内外学者广泛关注。在众多镉、砷处理技术中,吸附法是一种简单有效的给水处理方法。铁、锰两种变价金属元素具有良好的吸附特性,铁氧化物、锰氧化物以及合成的铁锰复合氧化物作为吸附剂被广泛应用在重金属离子废水处理中,然而,利用表面活性剂改
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工业生产过程,特别是有色金属冶炼与加工过程中产生的大量含镉、砷等重金属废水严重污染陆地和水生生态系统,对人体健康造成巨大的危害,如何高效地去除水体中镉、砷等重金属废水引起国内外学者广泛关注。在众多镉、砷处理技术中,吸附法是一种简单有效的给水处理方法。铁、锰两种变价金属元素具有良好的吸附特性,铁氧化物、锰氧化物以及合成的铁锰复合氧化物作为吸附剂被广泛应用在重金属离子废水处理中,然而,利用表面活性剂改性铁锰氧化物并将其运用到镉、砷的去除中少有报道。本文采用共沉淀法制备了表面活性剂改性铁锰氧化物CTAB/MnFe2O4/MnO2复合材料并采用X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜分析（SEM）、傅里叶变换红外光谱分析（FIIR）和比表面积（BET）等手段对复合材料的形貌和结构进行了表征。研究了溶液pH值、时间、温度、溶液浓度和有机酸对镉和砷吸附性能影响,并对其吸附机理进行了简要分析。主要研究结果如下:（1）在MnFe2O4/MnO2制备过程中加入表面活性剂,改善了MnFe2O4/MnO2结构,原本球状结构周围增加了一层网状结构物质,比表面积从132.95 m~2·g-1增加到了166.57 m~2·g-1。在较宽pH范围内,CTAB/MnFe2O4/MnO2和MnFe2O4/MnO2对Cd（Ⅱ）都有较强吸附能力,且CTAB/MnFe2O4/MnO2的吸附能力强于MnFe2O4/MnO2。（2）复合材料CTAB/MnFe2O4/MnO2能高效去除模拟废水中的Cd（Ⅱ）,动力学研究表明,整个吸附过程能在24 h内达到平衡且吸附动力学数据都符合准二级动力学模型。根据Langmuir等温模型计算得出,CTAB/MnFe2O4/MnO2在pH=6时对Cd（Ⅱ）的最大吸附量为89.85 mg·g-1。在pH=6时研究了水体中几种常见金属阳离子和有机物对Cd（Ⅱ）吸附的影响,Ca2+、Mg2+、Na+对Cd（Ⅱ）吸附均有一定抑制作用,抑制程度的顺序为Ca2+＞Mg2+＞Na+,加入柠檬酸、酒石酸、草酸三种有机酸促进了Cd（Ⅱ）的吸附,影响的排序为:柠檬酸＞酒石酸＞草酸。（3）As（V）在CTAB/MnFe2O4/MnO2上的吸附行为遵循准二级动力学模型和Langmuir等温模型。CTAB/MnFe2O4/MnO2在经过四次循环试验后仍能保持78%以上As（V）的去除率,表明CTAB/MnFe2O4/MnO2复合材料具有良好的重复利用性。柠檬酸、酒石酸、草酸三种有机酸对CTAB/MnFe2O4/MnO2吸附As（V）有一定抑制作用,抑制由大到小顺序为:柠檬酸＞酒石酸＞草酸。综上所述,实验制备的CTAB/MnFe2O4/MnO2复合材料具有较大的比表面积,对阳离子Cd（Ⅱ）和阴离子As（V）表现出良好的吸附性能,且不易受到共存离子的影响,在去除水溶液中的Cd（Ⅱ）和As（V）方面具有潜在的应用前景。
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