硫化零價鐵對三階銻去除性能的提高：表征、效果及反應(yīng)機理.pdf

1、許多在水中以含氧酸根形式存在的金屬或非金屬離子，對生態(tài)環(huán)境危害嚴(yán)重，在此之中，銻(Sb)也因為其越來越大的污染性而受到人們的廣泛關(guān)注。對于這種污染，零價鐵(ZVI)常用于有氧條件下的水處理。鐵氧化物，包括和零價鐵相關(guān)的氧化物等通過吸附或氧化還原作用來去除污染物，比如金屬離子的去除等。近年來，因為硫化零價鐵容易制備以及與環(huán)境中的污染物有高的反應(yīng)活性等優(yōu)點而越來越得到大家的重視。污染物的去除是一個復(fù)雜的混合過程，包含氧化還原作用、吸附作用、

2、共沉淀作用。
　　在這項研究中，零價鐵和硫化零價鐵共同用于去除目標(biāo)污染物三價銻(Sb(Ⅲ))。研究在敞口并且混合均勻的批次反應(yīng)器中進行，以此裝置來進行三價銻(Sb(Ⅲ)）的去除實驗。本文研究了各種實驗變量，例如，pH值、鐵的投加量、初始三價銻的濃度、零價鐵和硫化零價鐵的老化時間、二價鐵離子(Fe(Ⅱ))的投加量、轉(zhuǎn)速(RPM)等，影響三價銻(Sb(Ⅲ)）的去除，并且在相同的實驗條件下比較零價鐵和硫化零價鐵的實驗結(jié)果。通過分析和擬合

3、銻在液相中的濃度變化，研究了三價銻(Sb(Ⅲ))的去除動力學(xué)。本研究還用固相特征來分析硫化對零價鐵的形態(tài)學(xué)和表面各反應(yīng)參數(shù)的影響。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、能量色散X射線光譜(EDS)和X射線光電子能譜(XPS)等系列表征方法來具體分析零價鐵和硫化零價鐵對三價銻(Sb(Ⅲ))的去除機理。
　　研究結(jié)果表明，硫化零價鐵可以極大地提高Sb(Ⅲ)的去除效果:在實驗的標(biāo)準(zhǔn)條件下，零價鐵系統(tǒng)中實驗的反應(yīng)速率常數(shù)(kobs)值是0.001

4、2min-1，而硫化零價鐵體系中反應(yīng)速率常數(shù)(kobs)值提高到了0.018min-1，提高了15倍之多。研究采用固相特征來分析硫化作用對零價鐵的形態(tài)學(xué)和表面各反應(yīng)參數(shù)的影響。掃描電子顯微鏡(SEM)和能量色散X射線光譜(EDS)證實了S-ZVI材料中硫元素(S)的存在。X射線光電子能譜(XPS)表明，三價銻(Sb(Ⅲ))的去除過程主要是Sb(Ⅲ)被氧化成Sb(Ⅴ)，并且和鐵氧化物發(fā)生吸附作用和共沉淀作用。零價鐵表面的硫化亞鐵(FeS)