TiO2颗粒的制备、表征及地下水除砷的应用研究

• 作 者: 谢冬梅
• 机 构: 西南科技大学
• 出 处: 西南科技大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: TiO2颗粒 吸附剂 地下水 砷 吸附规律

以硫酸氧钛、氢氧化钠和聚乙烯醇(PVA)为原料，制备了TiO2颗粒吸附剂。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定仪对吸附剂进行了表征，并对吸附剂的动态、静态吸附以及实际应用进行了相应的研究。　　
XRD图谱证实，制备的TiO2吸附剂为锐钛矿结构；表面形貌显示颗粒表面粗糙，比表面积较大，推断TiO2颗粒上具有很多吸附位点可以吸附地下水中的砷。　　
在吸附的初始阶段，吸附速度很快，吸附量也随之增加；之后吸附速率逐渐降低，大约2小时吸附可以达到平衡。砷在二氧化钛颗粒上的吸附符合准二级动力学方程，表明TiO2与砷之间通过交换或者共用电子行程化学键的键力是限制其吸附速率的主要因素。地下水中砷的吸附受pH影响很大，在模拟地下水中，当pH为9.1时，对三价砷(As(Ⅲ))的吸附量最大，与弱酸吸附相符合，吸附受CO32-影响较大。　　
TiO2颗粒对模拟地下水中As(Ⅲ)的吸附符合建立在单层化学吸附理论上的Langmuir方程。在pH为8.5的模拟地下水中，TiO2粉末和粒径为0.18～0.25mm、0.25～0.42 mm、0.42～0.85 mm的颗粒对砷的最大吸附量分别为174.86mg/g，93.72 mg/g、48.16 mg/g、22.34 mg/g。　　
对实际地下水中砷的吸附规律与实验室模拟相符。过滤柱在的实际应用中受实际水环境中各离子影响较大，比实验室使用时间短，过滤水量相对较少。将吸附剂颗粒装入过滤水壶的滤芯应用于实际饮用水处理中，对水中砷吸附效果较理想。