水铁矿作为一种天然纳米矿物、广泛存在于地表环境中、具有很大比表面积和高表面活性、是重要的地质吸附剂、在环境污染物的迁移转化过程中扮演重要角色、同时、水铁矿也是优良的异相芬顿试剂、在环境修复领域有良好应用前景。中国科学院广州地化所矿物表面物理化学课题组近年来研究了水铁矿表面反应活性, 在污染物吸附及芬顿催化反应方面取得了进展。
自然环境中往往多种污染物质共存, 对多组分共同吸附机制的研究能够为预测污染物迁移及水铁矿污染控制应用提供理论依据。本研究从探讨多元污染物组分在水铁矿表面的复合吸附行为出发, 采用吸附实验、表面活性位点测试、原位谱学表征等手段, 研究两种环境常见阴离子 (磷酸根和硫酸根) 与重金属 Cd 2 + 共存时的协同吸附机制、吸附形态和制约因素。研究结果发现, 在单一吸附体系, 磷酸根以内层络合吸附, 而硫酸根以外层吸附为主内层吸附并存的方式吸附; 在 cd 2 + 共存条件下, 两种阴离子均能与 cd 2 + 发生协同吸附, 但磷酸根与 cd 2 + 共存更有助于二者的长期化固定。阴、阳离子的协同吸附主要与静电作用和三元络合物的形成有关, 但两种协同吸附机制的贡献以及三元络合物的形态受环境 pH 、吸附质浓度、吸附质性质等所制约。
