2018, Vol. 37
粉煤灰(Fly ash，FA，亦称飞灰)是一种相对廉价且极为丰富的煤燃烧副产物，表面呈光滑球状或粗糙蜂窝状细小固体颗粒；因其组分多样化，且产量逐年递增，随之引发了环境污染和资源浪费，促使众多国内外学者对其综合利用进行研究[1-3]。FA主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3及少量其他活性物质组成，具有粒径小、比表面积大等优点；多数为碱性且表面在高pH值时带负电荷，具有较好的吸附能力，故可作为一种低成本吸附剂用于去除水中污染物[4-6]。FA的吸附能力取决于其性质(粒度、表面特性等)和实验条件(温度、pH值等)[7-8]。相关研究发现，FA经改性(如热处理、酸或碱处理等)所得复合材料具有较高的吸附容量[9]。如Li等[10]采用F级FA进行热处理和酸活化，用于有机废水中磷的吸附，发现均能显著提高其吸附能力。
活性染料(反应性染料)常被用于印染棉、毛、丝织品、新型纤维素纤维等品种，其结构通式为S-D-B-R(S：水溶性基团，如-SO3Na，对纤维具有较大的亲和力；D：母体染料，决定染料的颜色、牢度等；B：连接基，一般为-NH-；R：活性基团，决定染料固色率等性能)，同时其分子中含有的-N=N-、-OH，会与纤维中-OH、-NH2形成牢固的共价键，使耐洗、耐摩擦牢度进一步提高。但活性染料因其亲水性、化学稳定性很强，进入水体后严重破坏水生态系统，甚至危害人体健康。
稀土元素因其独特的物理、化学性质和4f电子结构，以及其氧化物和盐类能够很好的吸附阴、阳离子，使得以不同载体负载少量稀土元素的新型吸附剂的研究备受关注。王晨[11]以FA为基质负载少量的La、Fe，采用水热反应法制得表面带大量正电荷的La/Fe/FA复合吸附剂，通过静电引力吸附四种活性染料阴离子，其吸附量分别为40.7、91.1、69.4 mg·g-1和14.4 mg·g-1，且去除率均在90.0%以上。张夏红等[12]利用稀土Ce改性壳聚糖微球吸附水中的氟离子，研究结果表明稀土基复合壳聚糖微球平衡吸附量是原壳聚糖的6.06倍，显著提高了氟离子的吸附效果；王成祥等[13]利用稀土Ce负载粉煤灰基吸附剂处理印染废水，研究结果表明，去除亚甲基蓝溶液色度最高可达98.0%。相比之下，本文所采用的溶液反应法操作更为简单，无需高温高压条件，既节约能源，又可制得高效吸附剂。活性艳红RBR KD-8B作为一种常见的酸性阴离子染料，在水溶液中会离解成阴离子，易与稀土水合离子发生氢键作用、静电引力和范德华力，进而达到高效吸附高浓度活性艳红RBR KD-8B溶液的目的。为此，本研究以固体废物FA为基质，以活性染料RBR KD-8B作为吸附对象，期望能通过酸改性以及负载少量稀土Ce离子制备出吸附性能更优、更稳定的复合吸附剂，既可解决高浓度活性染料废水污染问题，也可实现粉煤灰循环利用及稀土的有效开发利用。
1 材料与方法 1.1 原料与试剂粉煤灰(FA)，内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司；硝酸铈(AR)，上海市国药集团化学试剂有限公司；活性艳红(RBR KD-8B，双一氯均三嗪型双偶氮染料)。
1.2 Ce(Ⅲ)/FA复合吸附剂的制备将10 mL一定浓度的HCl溶液加入到5.0 g FA (粒径 < 0.061 μm)中，在固定温度下搅拌一定时间后，加入定量Ce(NO3)3·6H2O溶液搅拌一定时间，于110 ℃下烘干，充分研磨过250目筛，即得Ce(Ⅲ)/FA复合吸附剂。
1.3 吸附试验制备模拟染料废水：称取定量活性艳红RBR KD-8B染料配制成2 g·L-1储备液，实验时将其稀释至所需的浓度。
吸附动力学实验：采用分光光度法测定所得Ce(Ⅲ)/FA吸附剂对活性艳红RBR KD-8B染料的吸附性能。取0.1 g吸附剂置于一系列50 mL锥形瓶中，再依次加入20 mL 2000 mg·L-1的活性艳红RBR KD-8B溶液，分别在3个温度下振荡不同时间，用0.45 μm滤膜抽滤，取上清液于542 nm波长处测定其吸光度，并按方程(1)和方程(2)计算Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量qe(mg·g-1)和去除率η (%)。
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式中：V 为染料溶液的体积，L；m 为吸附剂的质量，g；C0、Ce分别为吸附前后溶液中染料的质量浓度，mg·L-1。
1.4 吸附剂等电点的测定方法在一系列锥形瓶中，分别放入10 mL浓度为0.01 mol·L-1的NaCl溶液，依次调节溶液pH值在2.00~ 11.00之间(记为pH0)，分别加入吸附剂0.050 0 g，在298 K下连续水浴振荡10 h后，取出并测定此时溶液的pH(记为pH*)，以ΔpH(ΔpH=pH0-pH*)对pH0作图，两者交点即为吸附剂的等电点。
1.5 材料表征飞利浦PW-1830型X射线衍射仪(XRD，Cu kα辐射)布拉格角为10°~80°，荷兰PHILIP公司；Bruker，QUANTAX 200型能谱分析仪；Hitachi S-4800型发射扫描电子显微镜，日本日立公司；ASAP 2020型全自动比表面积及孔隙度分析仪，美国麦克仪器公司；FT-IR6700型红外光谱仪(FT-IR)采用KBr压片，美国Nicolet公司；U-2900型紫外可见分光光度计。
2 结果与讨论 2.1 Ce(Ⅲ)/FA复合材料的表征 2.1.1 SEM-EDS分析通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)相结合对FA和Ce(Ⅲ)/FA样品的形貌和组成进行了表征，见图 1。
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图 1 FA与Ce(Ⅲ)/FA复合材料的SEM照片 Figure 1 SEM photos of FA and Ce(Ⅲ)/FA composites |
由图 1(a)可看出FA是由不同尺寸表面较平滑致密的球形微珠、片状和零散状不规则物相构成，一些颗粒表面存在开放型空穴，因为FA形成时一部分气体逸出，一部分未逸出封闭在内部。而从图 1(b)发现FA经HCl改性后所制得的Ce(Ⅲ)/FA的表面形貌明显改变，原有的表面光滑球状颗粒已转变成更为粗糙、细小及不规则的结构，且部分表面裂开出现空洞。同时，在Ce(Ⅲ)/FA的SEM图中能够清晰看到颗粒表面存在白色斑点，极有可能是Ce离子分散到了粉煤灰颗粒表面。结合表 1 Ce(Ⅲ)/FA的EDS元素分析结果可知：主要元素O、Si、Al、Ca、Fe含量明显减小，说明FA酸化后部分酸溶性物质溶解，内部气体被释放出来，使得FA玻璃相表面破坏；而在Ce(Ⅲ)/FA中出现了Ce元素，说明已成功制成Ce(Ⅲ)/FA复合吸附材料。综上可知，在制备复合材料时，因酸、稀土离子与FA的反应，破坏了由FA表面Si-O键及Al-Si键所构成的保护膜，使颗粒出现大量介孔，空间位阻减小、内扩散速率变快，进一步提高了复合吸附剂的吸附性能。
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表 1 样品的EDS元素分析结果 Table 1 Element analysis results of the samples according to EDS |
图 2为FA和Ce(Ⅲ)/FA物相结构XRD谱图，FA的主要晶相为莫来石(Al6Si2O13，Mullite，M，JCPDS 79-1451)、刚玉(Al2O3，Corundum，C，JCPDS 74-1081)、石英(SiO2，Quartz，Q，JCPDS 82-0511)及少量的赤铁矿(Fe2O3，Hematite，H，JCPDS 84-0280)，衍射峰主要集中在2θ=15°~45°，且在24°~28°有较宽大的衍射峰，说明有大量玻璃体存在。相比之下，Ce(Ⅲ)/FA样品的XRD图中未发现有关Ce元素的晶体峰，但石英和莫来石峰强有所下降，主要因为FA本身是在高温下形成，酸处理破坏了其玻璃体表面的致密结构，杂质减少、粒径变小，使其表面发生了一定的变化[14]。此外未发现有Ce元素的衍射峰，这符合EDS分析结果，说明在制备复合吸附材料过程中Ce元素是以离子形负载于FA上，使得复合吸附材料Ce(Ⅲ)/FA的吸附性能显著提升。
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图 2 FA和Ce(Ⅲ)/FA的XRD谱图 Figure 2 XRD patters of FA and Ce(Ⅲ)/FA |
FA和Ce(Ⅲ)/FA的FT-IR谱图见图 3。在FA的FT-IR谱图中，吸收峰在3 400.79、1 425.02 cm-1处分别为OH-的伸缩振动峰和H2O的弯曲振动峰，1 096.78 cm -1处的尖峰为Si-O-Al的反对称伸缩振动峰，Al-O-Al的弱吸收伸缩振动峰在873.38 cm-1处，而558.89 cm-1处为硅氧四面体中O-Si-O的对称伸缩振动峰，同时也是6配位的Al-O振动[15-16]。Ce(Ⅲ)/FA吸附活性艳红RBR KD-8B溶液前的FT-IR谱图和FA相比，并没有新的特征峰出现，但峰位置有所变动、峰强向高频移动，其主要原因为酸处理后粉煤灰中的Al2O3、SiO2等活性成分被激发出来，使Si-OH与H2O之间的质子化作用增强。而Ce(Ⅲ)/FA吸附活性艳红RBR KD-8B后在1 544.03、1 489.39 cm-1处出现两个新的吸收峰，很可能是C=N伸缩振动峰和苯环骨架伸缩振动峰(υC=C)，主要是因为吸附剂表面的官能团C-H键与染料发生离子交换作用造成的。综上可推断Ce元素是以离子形式负载于FA上，且Ce(Ⅲ)离子形成水合离子，OH-基团数量增加，氢键作用更强，复合材料Ce(Ⅲ)/FA吸附效果更好。
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图 3 FA、Ce(Ⅲ)/FA及吸附染料后的FT-IR图 Figure 3 FT-IR spectra of FA, Ce(Ⅲ)/FA and Ce(Ⅲ)/FA adsorbed by dye |
按照吸附剂等电点测定方法得到酸改性FA和Ce(Ⅲ)/FA吸附剂的等电点图，如图 4。从图 4可知，酸改性FA和Ce(Ⅲ)/FA等电点分别为4.97和4.65，二者相差较小；说明FA在pH < 4.97时表面带正电荷，而pH > 4.97时表面带负电荷。同样，Ce(Ⅲ)/FA在pH < 4.65时表面带正电荷，pH > 4.65时，表面带负电荷。
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图 4 吸附剂的等电点 Figure 4 Isoelectric point of adsorbent |
图 5为FA与Ce(Ⅲ)离子不同质量比制得的Ce(Ⅲ)/FA对初始浓度为2000 mg·L-1的活性艳红RBR KD-8B溶液吸附效果的影响。
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图 5 m(FA)：m(Ce)对吸附性能的影响 Figure 5 Effect of m(FA): m(Ce)on the adsorption properties |
FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量和去除率分别为53.4 mg·g-1和13.4%。从图 5可知，Ce(Ⅲ)/FA比FA吸附性能显著增强，且随着Ce(Ⅲ)比例增加吸附量逐渐变大，而当m(FA)：m(Ce)=25：1时，Ce(Ⅲ)/ FA对活性艳红RBR KD-8B吸附效果最佳，相应吸附量和去除率分别为355.1 mg·g-1和88.8%。结合BET数据分析，在m(FA)：m(Ce)=25：0.7之前，随着Ce(Ⅲ)比例的增加，Ce(Ⅲ)/FA比表面积有增有减，但变化不大，而当m(FA)：m(Ce)=25：1时复合材料的比表面积明显下降(6个不同比例的比表面积依次为6.72、7.04、6.25、7.47、3.90、2.68 m2·g-1)，说明Ce(Ⅲ)离子的负载使得FA比表面积减小，原因可能为Ce(Ⅲ)在酸性条件下形成水合离子与FA表面分子之间发生氢键作用及范德华力；此外，随着Ce(Ⅲ)离子量的增加，其逐渐扩散到FA毛细孔中占据部分孔道，以及仪器测量的误差均会导致比表面积有所下降，但不会直接影响Ce(Ⅲ)/FA的吸附性能。故本实验选定质量比为m(FA)：m(Ce)=25：1来制备复合吸附剂Ce(Ⅲ)/FA。
2.2.2 HCl浓度的选择FA经4 mol·L-1 HCl溶液处理后对活性艳红RBR KD-8B的吸附量和去除率比FA增大了2.7倍，故制备Ce(Ⅲ)/FA时，首先用HCl溶液处理FA。从图 6可看出，HCl浓度对Ce(Ⅲ)/FA吸附性能有一定影响，当用3 mol·L-1 HCl溶液处理FA后所制备的Ce(Ⅲ)/FA吸附性能最佳，对活性艳红RBR KD-8B染料的吸附量和去除率分别提升至365.7 mg·g-1和91.4%。原因可能为FA经过酸化后自身的孔道被疏通且破坏了FA玻璃体表面的紧密结构，活性点位增多，从而使FA的比表面积增大，吸附性能更强。所以，本实验选取3 mol·L-1 HCl溶液处理，并在此基础上进一步探究了酸化时间的影响(图 7)，在30 min时吸附效果最佳，故最终选定酸化时间为30 min。
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图 6 HCl浓度对吸附的影响 Figure 6 Effect of HCl concentration on the adsorption |
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图 7 HCl酸化时间对吸附的影响 Figure 7 Effect of HCl acidification time on the adsorption |
反应时间对于酸改性FA负载Ce(Ⅲ)离子有很大影响，在所得酸改性FA上滴加等量的Ce(Ⅲ)离子，在选定比例m(FA)：m(Ce)=25：1下探究负载Ce的不同时间对Ce(Ⅲ)/FA吸附性能的影响，如图 8所示。由图 8可看出，随着反应时间的增加，吸附量逐渐增加，当负载时间为30 min时，吸附量和去除率达最大值，分别为373.9 mg·g-1和93.2%，稀土Ce(Ⅲ)离子的吸附解析达到动态平衡，时间再增加，Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的去除率基本不变。因此，反应时间定为30 min。在此基础上，探究了制备温度的影响，见图 9，当温度从25 ℃升高到60 ℃时，Ce(Ⅲ)/ FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量和去除率先下降后基本保持不变，25 ℃时，吸附量和去除率分别为370.0 mg·g-1和92.5%；60 ℃时，吸附量和去除率分别为360.0 mg·g-1和89.8%；可看出升高温度吸附效果基本不变；本着节约资源的原则，故本实验将制备温度设定为25 ℃。
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图 8 Ce(Ⅲ)负载时间对吸附的影响 Figure 8 Effect of Ce(Ⅲ)impregnation time on the adsorption |
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图 9 制备温度对吸附的影响 Figure 9 Effect of preparation temperature on the adsorption |
采用选定条件下所得Ce(Ⅲ)/FA复合材料为吸附剂，加入25 mL初始浓度为2000 mg·L-1的活性艳红RBR KD-8B溶液，在室温下以自然pH值、170 r·min-1恒温振荡1 h进行吸附反应，研究Ce(Ⅲ)/FA的投加量对活性艳红RBR KD-8B吸附效果的影响，结果见图 10。从图 10可知，活性艳红RBR KD-8B染料的去除率随着Ce(Ⅲ)/FA投加量的增加呈上升趋势并趋于平衡，而吸附量先增大后逐渐减小，其原因为吸附活性位点的数量会随Ce(Ⅲ)/FA投加量增加而变多，而吸附活性位点的数量直接影响着吸附剂对活性艳红RBR KD-8B的吸附性能。当投加量为0.100 0 g时，吸附量和去除率分别为376.0 mg·g-1和94.0%；投加量增大为0.120 0 g时，吸附量下降到321.1 mg·g-1，但去除率达96.3%并逐渐达到平稳状态。主要是由于增加Ce(Ⅲ)/FA的投加量就会有更多的吸附活性位点，更有利于其对活性艳红RBR KD-8B染料的去除；但因为染料的浓度不变，Ce(Ⅲ)/FA单位质量吸附的活性艳红RBR KD-8B减少，随着吸附的进行，吸附剂和吸附质中的有机浓度趋于一致，可利用的吸附位点减少，导致吸附量下降。故本着吸附性能最佳和优化投加量的原则，最终选择Ce(Ⅲ)/FA投加量为0.100 0 g。
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图 10 Ce(Ⅲ)/FA投加量对吸附的影响 Figure 10 Effect of Ce(Ⅲ)/FA dosages on the adsorption |
探究不同pH溶液对按优化条件制得的Ce(Ⅲ)/FA吸附性能的影响，见图 11。由图 11可知，所得Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量随pH增加先增大后减小，在pH=2时吸附量为364.9 mg·g-1，pH=4时达最大值381.2 mg·g-1，pH=6时为379.9 mg·g-1，而在pH=12时吸附量降至68.1 mg·g-1。主要是因为pH值过小时，质子化作用变弱，活性艳红RBR KD-8B的阴离子易被溶液中的H+攻击，不易于被吸附剂吸附。pH值过大时，溶液中存在的大量OH-包围在吸附剂表面，而活性艳红RBR KD-8B在水溶液中会释放出阴离子，导致活性艳红RBR KD-8B与吸附剂之间存在排斥作用[17]。结合吸附剂等电点可知酸改性FA和Ce(Ⅲ)/FA的等电点均在5附近，随着pH在4.0~6.0之间的变化使得吸附剂表面所带电荷逐渐由正变负，但电荷密度变化很小，即对吸附量的变化影响很小，因此，考虑到反应体系酸度和吸附性能均优之下，本实验最终选择混合液pH值为6。此外，在优化条件下考察6个不同振荡频率对吸附性能的影响，从图 12可看出，不同振荡频率对活性艳红RBR KD-8B的吸附效果基本不变，但振荡频率增大到180 r·min-1时，吸附量和去除率达最大值，分别为376.2 mg·g-1和94.1%，故本着较优吸附性能和节能环保原则，振荡频率选180 r·min-1。
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图 11 混合液pH对吸附的影响 Figure 11 Effect of pH on the adsorption |
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图 12 振荡频率对吸附的影响 Figure 12 Effect of shaking frequency on the adsorption |
图 13为2000 mg·L-1活性艳红RBR KD-8B溶液于3个不同温度下在Ce(Ⅲ)/FA吸附剂上的吸附动力学曲线。从图 13可知，吸附时间在0~15 min内时，随着接触时间增长，Ce(Ⅲ)/FA吸附剂对活性艳红RBR KD-8B溶液的吸附量和去除率急剧上升，25 ℃下分别达到了357.4 mg·g-1和89.4%，属于快吸附阶段；此后吸附量增长缓慢，到60 min时吸附达动态平衡，相应的吸附量和去除率分别为370.7 mg·g-1和92.7%；而在180 min时吸附量达375.4 mg·g-1、去除率为94.0%，说明此阶段吸附剂已达饱和状态；在开始吸附阶段时表面吸附活性位点较多，在短时间内可快速达饱和状态，所以之后随着接触时间的增长，吸附量变化不大。故本研究后续实验所选吸附平衡时间为90 min。当吸附温度从25 ℃升高到55 ℃时，在15 min时吸附量由357.4 mg·g-1降为339.1 mg·g-1，180 min时由375.4 mg·g-1变为358.7 mg·g-1，这说明该吸附为放热反应，温度对吸附动力学具有一定影响，且25 ℃时利于Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B废水的有效吸附。
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图 13 不同温度下活性艳红RBR KD-8B在Ce(Ⅲ)/FA上的吸附动力学 Figure 13 Adsorption kinetics of reactive brilliant red RBR KD-8B on Ce(Ⅲ)/FA at different temperatures |
为进一步研究活性艳红RBR KD-8B溶液在Ce(Ⅲ)/FA上的吸附过程和吸附机理，分别通过拟一级和拟二级吸附速率方程进行拟合[18-19]：
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(3) |
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(4) |
式中：k1为一级吸附速率常数，min-1；k2为二级吸附速率常数，g·mg-1·min-1；qe为平衡吸附量、qt为t时刻对应的吸附量，mg·g-1。
拟合结果及相关参数见表 2。由相关系数R2可知，3个温度下的吸附数据完全符合拟二级吸附速率方程，明显优于拟一级吸附速率方程(R2 > 0.79)。此外，拟二级吸附速率方程所得平衡吸附量(qe, 2)和实验的实际平衡吸附量qe, exp很接近，说明二级动力学方程能更准确、真实地反映Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附反应机理。
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表 2 Ce(Ⅲ)/FA在不同温度下对活性艳红RBR KD-8B的吸附动力学方程拟合参数 Table 2 Kinetic parameters fitting for reactive brilliant red RBR KD-8B adsorption onto Ce(Ⅲ)/FA at different temperatures |
从图 14可知，由酸改性的FA(MFA)和酸改性后负载Ce(Ⅲ)离子的复合材料[Ce(Ⅲ)/FA]均比FA对初始浓度为2000 mg·L-1活性艳红RBR KD-8B溶液的吸附量有显著提高，分别比FA增大了1.71倍和6.02倍，去除率分别为36.2%和93.7%(投加量均为5 g·L-1)。
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图 14 不同吸附剂对活性艳红RBR KD-8B吸附性能的比较 Figure 14 Comparison of different adsorbents on the adsorption properties of reactive brilliant red RBR KD-8B |
粉煤灰主要是由硅铝酸盐玻璃体组成，经HCl处理后颗粒表面会部分生成H4SiO4，使其表面由光滑变粗糙、孔隙度增加、比表面积增大(由3.97 m2·g-1增大为6.72 m2·g-1)，物理吸附能力增强，表面的Si-OH、Al-OH、Fe-OH由于发生质子化作用而带正电荷，即会与水中染料阴离子发生强烈的静电吸附作用，从而提高了MFA的吸附性能[20-21]。另外，由于引入了少量稀土离子，正电荷增多，与负电荷吸附作用加强，促进水解聚合，静电黏附和吸附架桥能力增强；稀土离子会生成无定形的新沉淀体，得到巨大的网状表面结构，起到助凝作用和协同混凝作用[22-24]，使Ce(Ⅲ)/FA复合吸附剂对活性艳红RBR KD-8B溶液的吸附性能达到更佳。唐祝兴等[25]以石墨烯和FeSO4·7H2O为主要原料合成的Fe3O4@GO纳米材料用于吸附45.0 mg·L-1活性艳红溶液，在室温下吸附1 h的饱和吸附量达69.0 mg·g-1。王秀平等[26]用壳聚糖改性天然伊利石对活性艳红RBR KD-8B的吸附进行研究，在pH=5、投加量0.6 g下用Langmuir等温方程拟合得到对活性艳红RBR KD-8B平衡吸附最佳，但也未超过50.0 mg·g-1。程云环等[27]以小麦秸秆为原材料，采用限氧裂解法制备生物质炭，在炭化温度为600 ℃、投加量为7.0 g·L-1时，起始浓度为50.0 mg·g-1的活性艳红RBR KD-8B去除率达90.0%。相比之下，本文所制Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附量可达到379.9 mg·g-1，去除率在90.0%以上，具有很强的优势，有利于高浓度染料废水的吸附处理；此外，FA来源广泛，价廉易得，制备成本低。
3 结论(1) 由FA制得一种新型复合吸附剂Ce(Ⅲ)/FA对双一氯均三嗪型双偶氮染料活性艳红RBR KD-8B具有良好的吸附性，吸附量和去除率分别可达379.9 mg·g-1和94.0%，与原状FA的吸附性能相比，吸附量增大了6.12倍。
(2) 吸附剂投加量、溶液pH值、振荡频率、吸附时间和温度对Ce(Ⅲ)/FA吸附RBR KD-8B均有一定影响。基于所研究的初始质量浓度范围内，3个温度下的吸附动力学均可用拟二级吸附速率方程很好地描述。
(3) 经过对FA和Ce(Ⅲ)/FA的SEM、EDS、XRD、FT-IR及BET等表征结果分析后发现，Ce(Ⅲ)/FA的表面形貌较FA有明显变化，原有致密光滑的表面变粗糙，颗粒变小，更多的活性成分得到释放，孔道增多，铈元素以离子形式成功负载到FA上，使得Ce(Ⅲ)/FA对活性艳红RBR KD-8B的吸附性能显著增强。
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