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重金属Pb在环境中是一种常见的污染物,一旦Pb或其组分进入人体,人体器官即可产生不利的作用。土壤中铁氧化物对Pb2+有强烈的吸附能力,所以铁氧化物对于控制铅转化迁移以及抑制生物活性和毒性具有重要的作用。本文以合成的针铁矿、赤铁矿为吸附剂,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积仪等对供试针铁矿、赤铁矿进行性质表征,然后用自动电位滴定仪、原子吸收光谱分别测定了针铁矿、赤铁矿的电荷量及其吸附的Ca2+、Pb2+的浓度,从而研究了不同pH、离子强度以及Ca2+存在下对针铁矿、赤铁矿吸附Pb2+的影响,利用电荷分布多位点络合模型(CD-MUSIC)模拟实验数据,得到Pb2+在针铁矿以及赤铁矿上的吸附形态信息和吸附机理。通过研究,获得以下结果：(1)pH可显著影响针铁矿及赤铁矿对Pb的吸附性能。体系pH=4,5时,吸附率较小,吸附量也较低。当pH上升时,吸附率增大较为明显。Pb2+的吸附量在pH=6条件下比pH=4和5条件下的吸附量明显要高。(2)离子强度的影响也是一个非常重要的因素。离子强度越高,针铁矿及赤铁矿对Pb的吸附量越大,即0.1mol/L KNO3>0.05mol/L KNO3>0.01mol/L KNO3,但在低pH条件下离子强度的影响并不明显。在pH=6Ca2+存在下,Ca2+对针铁矿及赤铁矿吸附Pb有明显的抑制作用,这说明Ca2+存在能够占据一定的针铁矿、赤铁矿的吸附位点,使得针铁矿及赤铁矿对Pb的吸附量降低。与赤铁矿相比,不同离子强度下针铁矿对Pb2+的吸附量较高,这也说明针铁矿的活性表面多,表面活性大。(3) CD-MUSIC模型对针铁矿、赤铁矿吸附Pb的过程模拟的结果表明,对于针铁矿,通过酸碱滴定曲线拟合得到其PZC=9.2,FeOH-0.5的位点密度为3.45site/nm2、而Fe3O-0.5的位点密度为2.7site/nm2,其对Pb的吸附为形成双齿单核结构,结构式为≡(FeOH)2PbOH,其结合常数为15.31。对于赤铁矿,通过酸碱滴定曲线的拟合发现,其PZC=8.5,FeOH-0.5的位点密度为2.66site/nm2、而Fe3O-0.5的位点密度为2.36site/nm2,通过对赤铁矿吸附Pb吸附等温实验进一步拟合,Pb在赤铁矿上的吸附也形成了双齿单核结构,即≡(FeOH)2Pb-1,其结合常数为9.3。