合成錳氧化物去除水中錳和苯酚的研究.pdf

1、錳氧化物具有零點(diǎn)電荷低、負(fù)電荷量高、比表面積大、表面活性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以作為吸附劑、氧化劑和接觸催化劑等，直接對(duì)被吸附的物質(zhì)進(jìn)行氧化反應(yīng)或者對(duì)氧化還原反應(yīng)起催化作用。本研究針對(duì)不同類型和結(jié)構(gòu)的錳氧化物的性能，通過人工方法合成了三種不同的錳氧化物(SMO)[1]，研究了SMO去除水中的Mn2+和苯酚的效果。
　　1、采用人工方法制備三種錳氧化物(SMO)，酸性錳氧化物表面呈有金屬光澤的黑褐色，堿性錳氧化物表面呈有金屬光澤的黑色，氧化性

2、錳氧化物表面呈紅褐色。掃描電鏡檢測(cè)顯示酸性錳氧化物的表面是球狀，整體呈立體多孔層狀;堿性錳氧化物表面是片層狀，整體呈立體多孔層狀;氧化性錳氧化物表面是絮狀，呈層狀堆積。XRD檢測(cè)表明，三種錳氧化物沒有形成結(jié)晶狀態(tài)良好的晶體，呈無定形態(tài)。合成錳氧化物SMO表面含有大量—OH基。參照Murray[2]的堿式滴定法測(cè)定酸性錳氧化物、堿性錳氧化物、氧化性錳氧化物的電荷零點(diǎn)pHpzc分別為1.85、2.93、2.05。
　　2、Langmu

3、ir吸附等溫式能較好的描述錳氧化物(SMO)對(duì)Mn2+的吸附，說明該吸附是單分子層吸附;三種SMO對(duì)錳離子的飽和吸附能力近似相同。表明SMO的最大吸附能力與錳氧化物的形態(tài)和合成方式無關(guān)。三種SMO對(duì)Mn2+的吸附動(dòng)力學(xué)可以用Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程來描述，說明該吸附過程受擴(kuò)散步驟控制，屬于化學(xué)吸附反應(yīng)過程;經(jīng)回歸處理得出酸性錳氧化物、堿性錳氧化物、氧化錳氧化物的平衡吸附量分別為86.96mg/g、79.37mg/g、90.91

4、mg/g。
　　3、對(duì)于體積為100mL、初始濃度為10mg/L的錳溶液，要達(dá)到最大去除效果，酸性錳氧化物的最適合投加量為10mg，堿性性錳氧化物的最適合投加為15mg，氧化性錳氧化物的最適合投加量為10mg;提高pH有利于SMO對(duì)Mn2+的吸附;Fe2+對(duì)SMO吸附Mn2+存在干擾:當(dāng)Fe2+由0增加到到15mg/L，酸性錳氧化物、堿性錳氧化物和氧化性錳氧化物錳對(duì)錳的吸附量大幅度的降低。
　　4、SMO在有氧條件下，對(duì)水中

5、Mn2+的吸附量大于無氧條件（實(shí)驗(yàn)中充氮?dú)鈼l件），說明SMO對(duì)吸附的錳離子有一定的催化氧化作用，提高溶液的pH能促進(jìn)三種錳氧化物對(duì)Mn2+的氧化效率。
　　5、SMO對(duì)苯酚的去除同時(shí)伴有Mn2+的釋放，即表示SMO能以氧化的形式去除水中的苯酚。SMO氧化苯酚的能力順序?yàn)?氧化性錳氧化物＞酸性錳氧化物＞堿性錳氧化物。SMO對(duì)苯酚的的氧化能力隨著pH的升高而降低，同時(shí)隨SMO投加量的增加而上升。SMO對(duì)水中苯酚的氧化量隨初始苯酚濃度的