王正，郑林会，牛三鑫，谢晓康，苗洋，高峰

(太原理工大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030024)

随着工业发展，废水中的Cr(VI)、Ni(Ⅱ)含量超标问题越来越显著[1-2]。煤系高岭土又称高岭石质煤矸石，是煤系地层中的伴生矿物，作为主要的固体废弃物之一，其资源化和高附加值引发了众多关注[3-4]。如何实现“以废治废”，成为很多科研工作者关注的话题[5-6]。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

煤系高岭土，取自山西忻州地区，具体成分见表1；K2Cr2O7、Ni(NO3)2·6H2O均为分析纯。

表1 煤系高岭土化学成分

752N紫外可见分光光度计；D2PHASER型X射线衍射仪(BRUKER)；TENSOR 27红外光谱仪(BRUKER)；TM3030扫描电子显微镜(HITACHI)；JW-BK122W比表面积及孔径分析仪。

1.2 高比表面积偏高岭土的制备

将煤系高岭土样品粉碎，60 ℃恒温干燥12 h后放于马弗炉中，3 h升温到800 ℃，保温3 h，4 h降温到300 ℃，随炉冷却。

1.3 吸附实验

称取1 g偏高岭土投入100 mL吸附质浓度为20 mg/L的锥形瓶中，置于磁力搅拌器上以(300±20)r/min搅拌，2 h后离心，吸取上清液测吸光度。其中单一吸附实验中吸附质为Cr(VI)或Ni(Ⅱ)，竞争吸附实验中吸附质为Cr(VI)和Ni(Ⅱ)。

2 结果与讨论

2.1 结构表征

2.1.1 XRD、FTIR分析 图1a中，高岭土峰形尖锐对称，晶形完整，晶体具有较高的有序度和结晶度，主要成分为高岭石；偏高岭土呈非晶态，内部结构由有序完全变为无序状态。

图1b中，高岭土在3 691，3 627 cm-1处的吸收峰由高岭土的外羟基(表面Al—OH)、内羟基(内部Al—OH)自由伸缩振动形成；1 103，1 020 cm-1处峰形由Si—O垂直层、Si—O四面体片层振动形成；794，754，690 cm-1处峰形属于Al—OH垂直振动；543 cm-1处谱带由Al—O—Si伸缩振动形成；472 cm-1处谱带由Si—O弯曲振动形成。

偏高岭土在3 691，3 627 cm-1处的吸收峰消失，说明煅烧使高岭土内部羟基脱除；……