Because long-term leachate penetration through a hydraulic barrier is unavoidable, active–passive liners are widely used to mitigate the migration of potential contaminants. Geopolymerization represents a viable method for metals removal, which simultaneously improves the properties of local clay to compensate for the lack of suitable soil in the design of active–passive liners. This study investigated how clay–fly ash geopolymers enhance the sorption of divalent lead [Pb(II)] and divalent zinc [Zn(II)] from leachate compared with an untreated clay. Two clay–fly ash geopolymers were synthesized from the mixtures containing 50 and 60% fly ash to the total solid mass and then activated by 10 M NaOH solutions. The influence of Na/fly ash ratios and activator content was also examined. The results indicate that a fly ash–based geopolymer could be a simple solution to increase the sorption capacity of local clay. A lower ratio of Na/fly ash and activator content, resulting in a higher porosity, led to a better performance for metal removal. According to the results of sorption isotherms and batch experiments, Pb(II) and Zn(II) exhibit different sorption behaviors affected by the compositions of synthesized clay–fly ash geopolymers, which could be adjusted to reach a proper sorption capacity. The results of the kinetic study also show that the heterogeneous matrix of the clay–fly ash geopolymers with different porosities led to mutual cooperation between reaction and diffusion-controlled steps for metal removal.

中文翻译：

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粘土-粉煤灰地质聚合物对铅锌吸附过程的组成影响

由于渗滤液长期渗入液压屏障是不可避免的，因此主动-被动衬里被广泛用于减轻潜在污染物的迁移。地质聚合是一种可行的金属去除方法，它同时改善了局部粘土的性能，以弥补主动-被动衬板设计中缺少合适土壤的不足。本研究调查了与未经处理的粘土相比，粘土-粉煤灰地质聚合物如何增强对渗滤液中二价铅 [Pb(II)] 和二价锌 [Zn(II)] 的吸附。两种粘土-粉煤灰地质聚合物由含有 50% 和 60% 粉煤灰的混合物合成，然后由 10 M NaOH 溶液活化。还检查了 Na/飞灰比和活化剂含量的影响。结果表明，粉煤灰基地质聚合物可能是提高当地粘土吸附能力的简单解决方案。较低的 Na/粉煤灰和活化剂含量比率导致更高的孔隙率，从而导致更好的金属去除性能。根据吸附等温线和批次实验的结果，Pb(II) 和 Zn(II) 表现出不同的吸附行为，受合成粘土-粉煤灰地质聚合物组成的影响，可以对其进行调整以达到适当的吸附能力。动力学研究的结果还表明，具有不同孔隙率的粘土-粉煤灰地质聚合物的异质基质导致反应和扩散控制步骤之间的相互配合，以去除金属。导致更高的孔隙率，从而导致更好的金属去除性能。根据吸附等温线和批次实验的结果，Pb(II) 和 Zn(II) 表现出不同的吸附行为，受合成粘土-粉煤灰地质聚合物组成的影响，可以对其进行调整以达到适当的吸附能力。动力学研究的结果还表明，具有不同孔隙率的粘土-粉煤灰地质聚合物的异质基质导致反应和扩散控制步骤之间的相互配合，以去除金属。导致更高的孔隙率，导致更好的金属去除性能。根据吸附等温线和批次实验的结果，Pb(II) 和 Zn(II) 表现出不同的吸附行为，受合成粘土-粉煤灰地质聚合物组成的影响，可以对其进行调整以达到适当的吸附能力。动力学研究的结果还表明，具有不同孔隙率的粘土-粉煤灰地质聚合物的异质基质导致反应和扩散控制步骤之间的相互配合，以去除金属。可以对其进行调整以达到适当的吸附能力。动力学研究的结果还表明，具有不同孔隙率的粘土-粉煤灰地质聚合物的异质基质导致反应和扩散控制步骤之间的相互配合，以去除金属。可以对其进行调整以达到适当的吸附能力。动力学研究的结果还表明，具有不同孔隙率的粘土-粉煤灰地质聚合物的异质基质导致反应和扩散控制步骤之间的相互配合，以去除金属。