焙烧层状氢氧化镁铝对水溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ) 的吸附性能比较

通过静态吸附实验，对比研究了焙烧层状氢氧化镁铝(Mg-AlCLDH)对水溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)阴离子的吸附特性，并用粉末X射线衍射对Mg-AlCLDH吸附前后的结构进行了表征.结果表明，Mg-AlCLDH对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附是通过“结构记忆"效应实现的.Mg-AlCLDH可有效脱除溶液中的含砷阴离子，其吸附量明显高于现有文献的报道.当As(Ⅲ)和As(Ⅴ)初始浓度(以As计)分别高达10mg·L-1和40mg·L-1时，吸附后溶液中残余As浓度<10μg·L-1.在本研究的初始浓度4～500mg·L-1范围内，在298～323K下，As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在Mg-AlCLDH上的最大吸附量(以As计)分别为150.46～224.03mg·g-1和149.62～224.76mg·g-1，且吸附量仍呈直线上升趋势.吸附量随温度升高而增大，表现为吸热吸附.As(Ⅲ)和As(Ⅴ)阴离子在Mg-AlCLDH上的吸附等温线分别属于L型和H型.在低浓度区域，As(Ⅲ)在Mg-AlCLDH上的吸附可用Freundlich等温方程式来描述，As(Ⅴ)更符合Langmuir等温方程式；在高浓度范围内，均可用Freundlich等温方程式来描述.在相同初始浓度和温度下，Mg-AlCLDH对As(Ⅴ)的吸附速率和脱除率远远大于As(Ⅲ)，吸附速率和脱除率随溶液初始浓度的降低和温度的升高而增大，伪二级动力学方程可较好地描述二者在Mg-AlCLDH上的吸附动力学过程.吸附基本不受溶液初始pH值(3.0～10.0)和离子强度的影响.当溶液中As(Ⅴ)和As(Ⅲ)同时存在时，Mg-AlCLDH优先吸附As(Ⅴ).