硫化锰纳米颗粒高效去除重金属镉

中国镉污染问题日益严峻，开发高效的镉吸附剂，是解决环境镉污染问题的重要技术手段。采用共沉淀方法合成了硫化锰纳米颗粒，研究了其对重金属镉的吸附行为，并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、比表面积(BET)等技术手段探究了硫化锰纳米颗粒的形貌、化学组分以及镉的去除机制。结果表明，MnS纳米颗粒呈球状，平均粒径100 nm，比表面积30.56 m 2·g ？1。MnS纳米颗粒对Cd 2+的吸附动力学数据较好地符合伪二级动力学模型；吸附等温线数据较好地符合Langmuir模型，说明MnS对Cd 2+的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附。使用Langmuir拟合的MnS饱和最大镉吸附量为349.6 mg·g ？1，在众多镉吸附材料中处于前列。对于模拟工厂重金属废水的处理，MnS纳米颗粒可以在5 h内使镉的浓度由60 mg·L ？1降至国家规定排放线以下(<0.1 mg·L ？1)，且吸附过程中水体pH稳定，对水体干扰小。在多种重金属离子共存的情况下，仍可以达到接近100%的Cd 2+去除率。硫化锰相对稳定，在空气中放置30 d仍有80%的镉去除率。较高的离子交换量形成CdS沉淀是MnS高效去除镉的主要原因