铝掺杂针铁矿的制备、表征及吸附氟的特性

摘要：

水热条件下制备了针铁矿(Goe)和几种铝掺杂针铁矿(Goe-Al01,Goe-Al0.2和Goe-Al04),用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对样品进行了表征,并研究了它们对氟离子的吸附特性.结果表明,随着铝掺杂量的增加,铝掺杂针铁矿的结晶度不断减弱、颗粒的长度不断减小.4种样品的微孔表面积、孔体积和表面分形度都表现为Goe＜Goe-Al0.1＜Goe-Al0.2＜Goe-Al0.4,而孔径分布表现为相反的顺序.Goe、Goe-Al0.1、Goe-Al0.2和Goe-Al0.4的电荷零点(PZC)分别为8.2、8.3、8.5和8.7,pH=5.0时它们的表面电荷量分别为0.66、0.83、1.03和1.19 mmol·g-1.准二级动力学模型适合描述4种样品对氟的吸附动力学过程,表明化学吸附是主要作用机制.一位Langmuir模型可较好的拟合等温吸附数据(R2为0.967～0.981),二位Langmuir模型对等温吸附数据的拟合度更高(R2为0.982～0.995),而Freundlich模型的拟合度较低(R2为0.877～0.912).初始pH=5.0时,Goe、Goe-Al0.1 、Goe-Al0.2和Goe-Al0.4对氟的最大吸附容量分别为8.83、10.24、11.72和12.86 mg·g-1.可见,铝掺杂针铁矿对土-水环境中氟的吸附容量高于纯针铁矿.

关键词：针铁矿、铝掺杂针铁矿、表面性质、吸附、氟

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分类号：O614.81+1(无机化学)

资助基金：国家自然科学基金41561053,41261060;四川省教育厅科研项目15ZA0317;达州市科技局应用基础研究项目KJJ201403

在线出版日期：2018-01-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2215-2224