腐殖土吸附废水Cu2+研究：影响因素与机理分析

"腐殖土对废水中Cu2+的吸附 (2013年) - 同济大学学报(自然科学版)" 这篇2013年的研究论文详细探讨了腐殖土作为吸附剂对废水中铜离子(Cu2+)的吸附效果及其影响因素。腐殖土是一种富含有机质的土壤成分，具有良好的吸附性能，常被用于环境修复和重金属污染的处理。 首先，研究中观察到吸附时间、Cu2+的初始浓度、腐殖土的投加量、初始pH值以及温度等因素对吸附过程有着显著影响。随着吸附时间的延长，单位腐殖土对Cu2+的吸附量逐渐增加，直至达到吸附平衡。这表明在一定时间内，腐殖土能够有效地去除废水中的Cu2+。同时，当Cu2+的初始浓度增加或初始pH值上升时，吸附量也会相应增加。然而，当增加腐殖土的投加量，由于单位质量腐殖土所接触的Cu2+减少，因此吸附量反而下降。至于温度，实验结果显示其对吸附过程的影响并不明显，这可能意味着该吸附过程在一定温度范围内相对稳定。 其次，通过吸附动力学分析，研究发现腐殖土吸附Cu2+的过程符合Lagergren准二级吸附速率方程。这意味着吸附速率与剩余Cu2+浓度的平方根成正比，且吸附过程可能存在多个步骤，包括快速的表面吸附和较慢的内部扩散。此外，通过吸附等温线的研究，结果符合Freundlich吸附等温方程，表明这是一个多层吸附过程，且以化学吸附为主，即Cu2+与腐殖土表面的化学基团形成稳定的化学键合。 进一步的红外光谱分析揭示了参与吸附的关键化学基团，主要是羧基和芳香基。这些官能团的存在使得腐殖土具备了与Cu2+发生化学反应的能力，从而实现有效吸附。 这项研究提供了关于腐殖土作为吸附剂处理含Cu2+废水的重要信息，对于理解和优化此类环保技术具有重要意义。此外，这些结果对于设计和实施重金属废水处理工艺，以及预测和控制腐殖土在不同条件下的吸附性能提供了理论依据。