机械活化定向调控凹凸棒石微观结构以提升Pb(II)和Cd(II)吸附性能的研究

《Separation and Purification Technology》：Mechanical activation induces attapulgite microstructure to boost Pb(II) and Cd(II) adsorption

本文系统研究了机械活化（球磨）中研磨介质尺寸对凹凸棒石（ATP）微观结构的定向调控作用及其对Pb(II)和Cd(II)吸附选择性的机制。研究表明，中等介质通过适度剪切保留表面官能团利于Pb(II)吸附，而小尺寸介质通过高频冲击优化内部孔道结构更利于Cd(II)吸附。结合吸附实验、XPS和DFT理论计算，揭示了羟基富集的(0 4 0)晶面与Pb(II)的强络合作用（吸附能-168.90 kJ/mol）以及孔道硅氧烷基团对Cd(II)的优先结合（吸附能-57.77 kJ/mol），为ATP基吸附剂的定向设计提供了理论依据和技术路径。

　　

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Materials

来自中国江苏省盱眙的ATP矿石经过2毫米筛网过滤后用于后续实验。所有化学品均为分析纯。六偏磷酸钠购自上海麦克林生化科技有限公司，硝酸铅来自国药集团化学试剂有限公司，四水合硝酸镉来自山东科源生化有限公司。ATP的机械活化在行星式球磨机（PBM-0.4A）中进行。吸附实验使用...

研磨参数对ATP物理性质及吸附性能的影响

通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、BET比表面积分析和扫描电子显微镜（SEM）对原始ATP的材料组成和微观结构进行了表征（图2）。XRD图谱（图2a）显示了ATP在8.50° (1 1 0)、13.91° (2 0 0) 和19.89° (0 4 0) 的特征峰，以及在27.18°处明显的石英峰，证实石英是主要伴生矿物，以及微量存在的褐铁矿。ATP的FT-IR分析（图2b）表明...

Conclusion

总之，本工作证明圆柱形研磨介质能更有效地优化ATP的物理性质，其与ATP提供了三种相互作用模式：点对点、线对线和面对面接触。中等尺寸的介质优先活化表面吸附位点，增强了Pb(II)吸附，而小尺寸介质则改善了孔结构，促进了Cd(II)吸附。通过参数优化制备的C-153-30-ATP和C-135-60-ATP的平均粒径...