原位生成二氧化錳對(duì)水中微量重金屬的去除效能與機(jī)制研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)頻繁發(fā)生重金屬污染事件,地表水源的重金屬污染日趨嚴(yán)重。由于重金屬具有毒性,能夠產(chǎn)生生物富集并無(wú)法非生物降解,這使得水體的重金屬污染引起了人們的廣泛關(guān)注。常規(guī)水處理工藝不能有效去除水中重金屬離子,應(yīng)用于工業(yè)含重金屬離子廢水的處理技術(shù)由于處理規(guī)模有限,在凈化飲用水源水質(zhì)過(guò)程中并不適用,并且這些技術(shù)對(duì)水中微量重金屬離子的去除效能不高,出水水質(zhì)難以滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)。吸附法被認(rèn)為是去除水中重金屬離子最

2、有效的方法,緣于其具有適用濃度廣、操作簡(jiǎn)單、易于規(guī)?；膬?yōu)點(diǎn)。但常用吸附劑對(duì)重金屬離子不具備高選擇性和高吸附效能,因此有必要尋找高效能的吸附劑。本實(shí)驗(yàn)采用原位生成二氧化錳作為吸附劑,研究了其對(duì)重金屬離子吸附去除效能的影響,并對(duì)去除機(jī)制進(jìn)行了初步討論。
　　本實(shí)驗(yàn)選取不同種類的氧化劑和還原劑,以高錳酸鉀+硫酸錳、高錳酸鉀+氯化錳、高錳酸鉀+硫代硫酸鈉、次氯酸鈉+硫酸錳、次氯酸鈉+氯化錳五種方式原位生成二氧化錳,通過(guò)對(duì)重金屬離子去除效

3、能的對(duì)比以及表征分析,選取高錳酸鉀+硫酸錳為原位生成二氧化錳的最佳方式。
　　對(duì)原位生成二氧化錳去除水中重金屬離子進(jìn)行效能分析,結(jié)果表明其吸附量明顯高于其他吸附劑,經(jīng)Langmuir模型估算,對(duì)鉛(Ⅱ)、鎘(Ⅱ)、鎳(Ⅱ)、鋅(Ⅱ)、銅(Ⅱ)的最大吸附容量分別為625.00mg/g、138.66mg/g、104.21mg/g、81.60mg/g、240.49mg/g。原位生成二氧化錳對(duì)重金屬離子的吸附速度快,目標(biāo)物的去除率隨二氧化

4、錳投量和溶液pH的升高而顯著增加。水溶液中存在的鎂離子對(duì)去除效能基本沒(méi)有影響,鈣離子的存在能在有限程度內(nèi)降低二氧化錳對(duì)重金屬離子的吸附效率。氯離子、硝酸根、硫酸根對(duì)吸附效能不產(chǎn)生明顯影響,碳酸根、磷酸根、硅酸根、硼酸根的存在可以有效促進(jìn)二氧化錳對(duì)重金屬離子的去除。不同種類的重金屬離子與原位生成二氧化錳的親和力不同,二氧化錳對(duì)鉛(Ⅱ)具有遠(yuǎn)高于其他重金屬離子的優(yōu)先選擇性。在實(shí)際水體中,原位生成二氧化錳能夠有效去除微量重金屬離子,在突發(fā)性污

5、染事件中,具有極大的應(yīng)用潛力。
　　X射線衍射表征結(jié)果顯示,原位生成二氧化錳中可能存在二氧化錳晶體,表明其對(duì)重金屬離子的去除是吸附和共沉淀共同作用的結(jié)果。傅立葉紅外吸收光譜對(duì)比表明,原位生成二氧化錳吸附重金屬離子后,Mn-O特征吸收峰產(chǎn)生了偏移,可能有Pb-O、Cd-O、Ni-O、Zn-O、Cu-O生成,其來(lái)源是內(nèi)球表面絡(luò)合物的生成或重金屬離子對(duì)錳產(chǎn)生的置換。X射線電子能譜表明,重金屬離子被原位生成二氧化錳吸附后,特征峰出現(xiàn)偏移,