納米零價鐵對水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附特性研究.pdf

1、近幾年來，隨著工業(yè)的發(fā)展由砷和鎘引起的重金屬污染事件頻繁發(fā)生。納米零價鐵(NZVI)可有效去除溶液中的各種金屬離子，但在我國很少被應用到重金屬污染治理中，因此有必要針對我國重金屬污染的特點，探究NZVI對水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附特性，為NZVI的應用提供理論依據(jù)。
　　本文主要探究了NZVI的制備、表征及在不同水質條件下對水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附效果，并對可能的吸附機理進行了探討。
　　首先通過引入表面活性劑

2、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對傳統(tǒng)液相還原法進行了改良，利用改良方法制備NZVI時不需要機械攪拌。透射電鏡表征結果表明所制備的NZVI長度為幾微米，直徑在100nm范圍內，NZVI表面被一層不到10nm的薄膜包裹而形成―核殼結構。BET分析結果表明所制備 NZVI的比表面積為20.3159 m2/g。
　　實驗探究了金屬離子初始濃度、溶液初始pH、NZVI投加量、陰離子及競爭離子對NZVI吸附效能的影響。實驗結果表明金屬離子初始濃度越

3、低、溶液初始pH越低(若為Cd(Ⅱ)，越高)、NZVI投加量越大，吸附效果越好。PO43-、CO32-、SO42-和H2PO4-對NZVI吸附溶液中As(Ⅲ)的過程起抑制作用，但HCO3-和PO43-可促進NZVI對Cd(Ⅱ)的吸附。Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)和Zn(Ⅱ)可顯著影響NZVI吸附Cd(Ⅱ)的過程，但是對吸附As(Ⅲ)的過程影響很小。進行了三因素三水平正交實驗以探究金屬離子初始濃度、溶液初始pH及NZVI投加量中對納

4、米鐵吸附溶液中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)效果影響最顯著的因素，方差分析表明溶液初始pH是最關鍵的影響因素。TEM、XRD、解吸實驗、軟件模擬及NZVI對不同金屬離子吸附效果與金屬氧化還原電位的關聯(lián)性證明了NZVI對溶液中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附是化學吸附。
　　實驗數(shù)據(jù)可很好的被Langmuir和Freundlich吸附等溫線擬合，其中NZVI對溶液中As(Ⅲ)的吸附情況更符合Langmuir吸附理論，NZVI對溶液中Cd(Ⅱ)的