工业与农业废弃物协同转化高性能复合材料修复重金属污染尾矿砂

本研究创新性地将赤泥(RM)与山竹壳(MS)两种废弃物转化为活化赤泥-山竹壳复合材料(ARM-MS)，通过化学活化与热解协同作用显著提升比表面积(235.58 m2/g)，对尾矿砂中Pb2+、Cd2+和Zn2+的浸出浓度分别降低88.92%、55.36%和65.10%。该研究为重金属污染治理提供了"以废治废"的循环经济方案(Langmuir吸附模型，R2>0.99)。

　　

Highlight亮点

本研究突破性地将碱性工业废料赤泥(RM)与农业废弃物山竹壳(MS)变废为宝，通过"酸-碱两步活化法"制备出具有超高比表面积的ARM-MS复合材料(235.58 m²/g)，其表面丰富的羟基(-OH)和胺基(-NH₂)就像"分子磁铁"，能高效捕获重金属离子。

Materials and methods材料与方法

采用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)等"材料侦探工具"揭示了ARM-MS的微观秘密：热解后的MS形成蜂窝状多孔结构，而活化赤泥(ARM)中的铁氧化物则像"纳米陷阱"般锁定重金属。通过BET测试发现，复合材料比原始RM的吸附位点暴增635倍！

Physical and chemical characterization物理化学表征

XRD图谱显示尾矿砂(TS)中暗藏"碳酸盐宝藏"——方解石(Calcite)和白云石(Dolomite)占92.7%，这些矿物天然具有pH缓冲能力。ARM-MS的扫描电镜(SEM)图像显示，MS热解产生的"纳米碳网"与ARM颗粒形成完美的"珊瑚礁结构"，为重金属吸附提供理想战场。

Conclusions结论

1. ARM-MS对水中Pb²⁺的清除率高达99.95%，堪称"重金属捕手"

2. 在尾矿砂中仅添加3%复合材料，就能让重金属的毒性浸出浓度断崖式下降

3. 吸附过程遵循伪二级动力学模型，表面络合与孔隙填充协同作用的"双保险机制"确保长效稳定