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随着工业生产的快速发展,铬盐被广泛应用于各个行业,每年产生大量的含铬废水。水环境中Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)高100倍,流动性更强,处理难度更高,现有污水处理技术仍难以同时满足经济、深度、快速去除Cr(Ⅵ)的需要。开发高选择性、高吸附量的新型吸附剂材料是解决这一问题的重要途经。
铁氧化物是常用吸附剂之一,比表面积大,可变电荷,吸附性能优异。本研究对比五种不同铁氧化物吸附Cr(Ⅵ)的行为及性能研究,分析吸附剂理化性质对吸附的影响。成功合成五种不同的铁氧化物(水铁矿、针铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿),并对其进行Cr(Ⅵ)吸附性能评价及理化性质分析,表明水铁矿(Fh)的吸附效率最高,最大吸附量达49.33mg?g-1,归因于Fh比表面积是其他四种铁氧化物的2~4倍,而表面羟基含量和零电荷点两个参数为次要因素。
为提高铁氧化物的吸附量,使用聚乙烯亚胺对比表面积大的水铁矿进行表面改性,通过形貌表征、化学组态分析及吸附性能研究,系统分析吸附机理。对成功合成的聚乙烯亚胺改性水铁矿(PEI/Fh)材料进行吸附性能研究,发现新合成材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量从49.33mg?g-1提高到92.85mg?g-1,PEI/Fh材料含有大量表面羟基和胺基,为Cr(Ⅵ)的去除提供更多活性位点,促进Cr(Ⅵ)的吸附效率。
废水大量共存Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ),影响PEI/Fh吸附Cr(Ⅵ)的行为。因此有必要研究吸附剂对双组分污染物的去除性能及相互作用机制。本文在提高Cr(Ⅵ)的去除效率的同时,为砷铬共存复杂废水的研究提供重要意见。Fh和PEI/Fh的砷铬共去除发现,As(Ⅲ)的存在与Cr(Ⅵ)竞争活性位点,降低铬的去除率;而Cr(Ⅵ)的加入反而促进As(Ⅲ)的去除,使砷的去除率升高。XPS表明,Fh和PEI/Fh对双组分Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ)不仅吸附起作用,Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ)两者发生氧化还原反应,Fh和PEI/Fh均充当电子转移的媒介,As(Ⅲ)与Cr(Ⅵ)在两种吸附剂上的转化率达60%~75%。
铁氧化物是常用吸附剂之一,比表面积大,可变电荷,吸附性能优异。本研究对比五种不同铁氧化物吸附Cr(Ⅵ)的行为及性能研究,分析吸附剂理化性质对吸附的影响。成功合成五种不同的铁氧化物(水铁矿、针铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿),并对其进行Cr(Ⅵ)吸附性能评价及理化性质分析,表明水铁矿(Fh)的吸附效率最高,最大吸附量达49.33mg?g-1,归因于Fh比表面积是其他四种铁氧化物的2~4倍,而表面羟基含量和零电荷点两个参数为次要因素。
为提高铁氧化物的吸附量,使用聚乙烯亚胺对比表面积大的水铁矿进行表面改性,通过形貌表征、化学组态分析及吸附性能研究,系统分析吸附机理。对成功合成的聚乙烯亚胺改性水铁矿(PEI/Fh)材料进行吸附性能研究,发现新合成材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量从49.33mg?g-1提高到92.85mg?g-1,PEI/Fh材料含有大量表面羟基和胺基,为Cr(Ⅵ)的去除提供更多活性位点,促进Cr(Ⅵ)的吸附效率。
废水大量共存Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ),影响PEI/Fh吸附Cr(Ⅵ)的行为。因此有必要研究吸附剂对双组分污染物的去除性能及相互作用机制。本文在提高Cr(Ⅵ)的去除效率的同时,为砷铬共存复杂废水的研究提供重要意见。Fh和PEI/Fh的砷铬共去除发现,As(Ⅲ)的存在与Cr(Ⅵ)竞争活性位点,降低铬的去除率;而Cr(Ⅵ)的加入反而促进As(Ⅲ)的去除,使砷的去除率升高。XPS表明,Fh和PEI/Fh对双组分Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ)不仅吸附起作用,Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ)两者发生氧化还原反应,Fh和PEI/Fh均充当电子转移的媒介,As(Ⅲ)与Cr(Ⅵ)在两种吸附剂上的转化率达60%~75%。