利用火山灰材料吸附去除六价硒的X射线吸收光谱表征及其环境修复意义

本研究探讨了喀麦隆火山灰（VA）对硒（VI）的吸附性能，结合扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和X射线吸收光谱（XAS）等多维度表征手段，揭示其以离子交换、吸附及化学还原为主导的除硒机制。研究证实VA表面呈均相单层吸附特性，符合Langmuir模型，且XAS技术可精准解析硒的局部结构与价态变化，为环境水体硒污染治理提供新材料与机理洞察。

　　

Highlight

Raw material

火山灰（VA）样本采集自喀麦隆火山带（CVL）穆恩戈地区的CIMENCAM采石场，地理坐标为北纬04°35′09″、东经09°37′37″，海拔高度为（134 ± 3）米。采样点详细信息及方法参见文献[11,12,33]。通过BET（Brunauer–Emmett-Teller）法测定火山灰的织构特性，结果显示其孔体积、孔径和比表面积分别为0.020(0.003) cm³/g、9.57(0.05) nm和——（数据暂缺）。

Adsorption capacity

采用公式（1）计算硒（VI）的吸附容量，其值通过火焰原子吸收光谱（FAAS）测定。在pH 5时观察到最大吸附容量为1.41 mg·g?1，且随pH降低而下降。但在pH 3时仍保持1.13 mg·g?1的较高水平，显著高于pH 7（0.82 mg·g?1）和pH 9（0.42 mg·g?1）时的值。根据Bang等人[36]的研究，火山灰的零电荷点（pH_pzc）为7.64。结果表明——（数据未完整提供）。

Conclusion

吸附容量分析表明，火山灰材料在酸性pH区域内对六价硒（Se(VI)）表现出优异的去除性能。硒（VI）吸附体系符合Langmuir等温模型。XANES结果显示，被VA吸附的硒处于+4价态，证实了Se(VI)被还原的效应，其主要以CaSeO₃物种形式存在。离子交换/吸附与化学还原被认定为核心作用机制。