Adsorption of lead by kaolinite, montmorillonite, goethite and ferrihydrite: performance and mechanisms based on quantitative analysis

铁酸盐 针铁矿 高岭石 吸附 蒙脱石 化学 零电荷点 粘土矿物 无机化学 萃取(化学) 矿物学 色谱法 物理化学 有机化学
作者
Xiao Mao,Haibo Liu,Ziyang Chu,Tianhu Chen,Xuehua Zou,Dong Chen,Xuemei Zhang,Jinchao Hu
出处
期刊:Clay Minerals [Cambridge University Press]
卷期号:57 (3-4): 230-240 被引量:8
标识
DOI:10.1180/clm.2022.41
摘要

Abstract This work elucidated the performance and mechanisms of Pb 2+ adsorption by kaolinite, montmorillonite, goethite and ferrihydrite using batch experiments. The contributions of various adsorption mechanisms were quantified using a stepwise extraction method. Several characterizations (scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier-transform infrared spectroscopy, point of zero charge analysis and X-ray fluorescence) were utilized to analyse the physicochemical properties and the potential adsorption mechanisms. The results indicated that the adsorption processes of montmorillonite and goethite approached equilibrium within 20 min, while 60 min were required for the adsorption processes of kaolinite and ferrihydrite. The adsorption processes of Pb 2+ by the four minerals best fit the pseudo-second order model. The adsorption capacities of the four minerals for Pb 2+ followed the order: montmorillonite > goethite > ferrihydrite > kaolinite, and the maximum adsorption capacities were 69.20, 46.95, 34.32 and 18.62 mg g –1 , respectively. The stepwise extraction test showed that the adsorption mechanism of Pb 2+ was dominated by ion exchange for montmorillonite, precipitation and complexation for goethite and complexation for kaolinite and ferrihydrite.
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