锰改性沸石对铬的吸附性能及机理研究

摘要

沸石是一种天然多孔材料，具有较强的吸附性能，被广泛应用于环境修复领域。文章通过化学沉淀法制备了不同比例的锰改性沸石（x%Mn-NZ, x=1, 2, 5, 10），用于水体中低浓度Cr（Ⅵ）的吸附和转化。在常温条件下，以初始Cr（Ⅵ）浓度为0.5 mg/L的模拟地表水为对象，对比了锰改性沸石对Cr（Ⅵ）的吸附性能。实验表明，当锰改性沸石投加量为20 mg/L时，5%Mn-NZ对Cr（Ⅵ）的去除率达到80.40%，溶液中Cr（Ⅵ）浓度降至国家标准限值以下。动力学分析表明，锰改性沸石吸附Cr（Ⅵ）的过程更符合准二级动力学模型（R² > 0.99），表明其吸附过程以化学吸附为主，平衡吸附量为23.81 mg/g。通过系统评价pH和共存离子对锰改性沸石吸附Cr（Ⅵ）性能的影响，发现5%Mn-NZ在pH=6～9范围和共存离子干扰下均保持最优吸附性能。XPS、FT-IR分析表明，锰改性沸石吸附Cr（Ⅵ）的主要机理为表面Mn²⁺和Mn³⁺提供电子，将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）。本研究为金属改性沸石去除水体中低浓度Cr（Ⅵ）污染提供了技术支持。

关键词

吸附 / 沸石 / 修复 / 铬 / 改性