膨润土基复合材料的制备及其对铜离子吸附性能的研究

吴雪兰1,2, 许倩倩1,2*, 张洋洋1,2, 龙红明2,3, 杨博1,2, 吴健辉1,2

化工新型材料 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (4) : 206 -213.

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化工新型材料 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (4) : 206-213. DOI: 10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.04.037
科学研究

膨润土基复合材料的制备及其对铜离子吸附性能的研究

    吴雪兰1,2, 许倩倩1,2*, 张洋洋1,2, 龙红明2,3, 杨博1,2, 吴健辉1,2
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Preparation of bentonite-based composites and their adsorption properties for copper ions

  • Wu Xuelan1,2, Xu Qianqian1,2, Zhang Yangyang1,2, Long Hongming2,3, Yang Bo1,2, Wu Jianhui1,2
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摘要

以钙基膨润土和钢渣为原料,425型水泥为粘结剂、尿素为致孔剂,通过挤出-滚圆-焙烧法分别制备膨润土、膨润土/钢渣吸附材料,并对比研究了膨润土与膨润土/钢渣复合材料对Cu2+的吸附性能,探究其吸附机理。结果表明:当pH为5.3,初始Cu2+浓度为100mg/L时,膨润土颗粒用量为50g/L,对Cu2+的去除率达92.40%;而膨润土/钢渣颗粒用量为30g/L,对Cu2+去除率达94.31%。膨润土颗粒对Cu2+的吸附主要依靠离子交换作用,且该过程更符合拟一级动力学模型、Langmuir吸附等温模型;膨润土/钢渣颗粒对Cu2+的吸附主要依靠沉淀作用和离子交换作用,且该过程更符合拟二级动力学模型、Freundlich吸附等温模型。热力学参数计算表明这两种颗粒对Cu2+吸附是自发进行的吸热、熵增过程。

Abstract

The bentonite and bentonite/steel slag adsorbent materials were prepared by the extrusion-rolling-roasting method using calcium-based bentonite and steel slag as raw materials,425 cement as binder and urea as porogenic agent.The adsorption performance of bentonite and bentonite/steel slag composites for Cu2+ was studied comparatively.The results showed that when the pH was 5.3 and the initial concentration of Cu2+ was 100mg/L,the amount of bentonite particles was 50g/L,the removal rate of Cu2+ was 92.40%,while the amount of bentonite/steel slag particles was 30g/L,the removal rate of Cu2+ was 94.31%.The adsorption of Cu2+ by bentonite particles mainly relied on ion exchange,and the process was more in line with the quasi-first-order kinetic model and the Langmuir adsorption isothermal model.The adsorption of Cu2+ by bentonite/steel slag particles mainly depended on precipitation and ion exchange,and the process confirmed better to the quasi-second-order kinetic model and the Freundlich adsorption isothermal model.The thermodynamic parameter calculations indicated that the adsorption of Cu2+ by the two particles was a spontaneous endothermic and entropy increase process.

关键词

膨润土 / 钢渣 / 吸附铜离子 / 吸附动力学 / 吸附热力学

Key words

bentonite / steel slag / copper ion adsorption / adsorption kinetics / thermodynamics

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膨润土基复合材料的制备及其对铜离子吸附性能的研究[J]. 化工新型材料, 2025, 53(4): 206-213 DOI:10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.04.037

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