【摘 要】
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矿物表面反应性,包括吸附、氧化还原、非均相催化和表面沉淀等,是控制环境污染物迁移转化与归宿的重要机制.研究表明,生态毒物的还原转化过程中,Fe(Ⅱ)物种是重要的还原剂.然
【机 构】
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华南师范大学化学与环境学院,广州510006
【出 处】
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2014年全国矿物科学与工程学术会议
论文部分内容阅读
矿物表面反应性,包括吸附、氧化还原、非均相催化和表面沉淀等,是控制环境污染物迁移转化与归宿的重要机制.研究表明,生态毒物的还原转化过程中,Fe(Ⅱ)物种是重要的还原剂.然而,Fe(Ⅱ)物种具有不同的形态,包括化合态(如Fe3O4、FeS2和FeCO3等)、结构态(如黏土矿物中类似同像替换)、吸附态(如离子交换、表面配位).黄铁矿、磁铁矿、菱铁矿和绿锈中化合态亚铁;黏土结构片层中结构态亚铁的还原性能已有较多报道.黏土层间域亚铁的还原行为仍不太清楚.本文主要有两个问题需要探讨:一是离子交换态Fe(Ⅱ);二是聚合态Fe(Ⅱ),类似于Fe(OH)2.因此，开展Fe(Ⅱ)层间域改性蒙脱石（简称Fe(Ⅱ)-蒙脱石）的还原性能研究。另外，基于元素铬在自然界中普遍存在形态有Cr(VI)和Cr(Ⅵ)，其中Cr(Ⅵ)的毒性是Cr(VI)的一百倍。Cr(VI)在环境中常以难溶的氢氧化物固态形式存在，或进入到层间域可以稳定的形态保存在黏土中，减低对环境风险。本研究重点考察Fe(Ⅱ)-蒙脱石去除水中Cr(Ⅵ)的机理与机制研究。投加量2.5g/L时Fe(Ⅱ)-蒙脱石对含Cr(Ⅵ)废水还原去除率即可达到99％。研究表明，反应动力学符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型，表观速率常数kobs与投加量（x）的线性关系式: kobs=0.0093 x-0.0036，R2=0.9786。为了探究样品去除Cr(Ⅵ)机制，加入一定体积的盐酸进行24 h的解析脱附实验，后经紫外分光测定证实上清液不含Cr(Ⅵ)，说明脱附出来的Cr元素均为被蒙脱石层间亚铁还原的吸附态Cr(VI)。同时对解吸液进行原子吸收测定总铬后，结果显示解吸脱附总铬与初始投加量一致。从而初步证实：去除Cr(Ⅵ)的作用机制为Cr(Ⅵ)先被吸附到亚铁改性蒙脱石层间，再进一步被还原为低毒的Cr(Ⅵ)，同时Cr(Ⅵ)被吸附固定。
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