鈰錳復(fù)合氧化物吸附劑的制備及去除水中砷、磷的研究.pdf

1、地下水中砷污染是一個(gè)世界性的問(wèn)題。一般情況下，As(III)與As(V)往往同時(shí)存在，而前者的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者，且比后者更難去除。磷是生物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，但其在水中的過(guò)量存在造成了水體富營(yíng)養(yǎng)化。由于磷與砷位于同一主族的相鄰位置，它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，因此，磷的吸附行為與As(V)類似。為去除As(III)，通常需要先把As(III)氧化為As(V)。如果有一種吸附劑既可以高效去除As(V)和磷又可以氧化As(III)，那么就

2、可以同時(shí)高效去除As(III)、As(V)和磷了。本研究以制備這種吸附劑為目的，把鈰氧化物對(duì)As(V)、磷的特定吸附性能與二氧化錳的氧化As(III)的性能結(jié)合在一起，研制了鈰錳復(fù)合氧化物吸附材料，并在材料的制備、對(duì)As(III)、As(V)和磷的吸附行為與去除機(jī)制方面開展了系統(tǒng)的研究。
　　通過(guò)上述研究，主要取得了以下成果：
　　1.所制備鈰錳復(fù)合氧化物由納米級(jí)顆粒組成；主要以無(wú)定型形式存在；BET比表面積為157 m2·

3、g-1；等電點(diǎn)為6.5。
　　2.利用鈰氧化物對(duì)As(V)的特定吸附性能及二氧化錳對(duì)As(III)的氧化性能，成功制備了可同時(shí)高效去除As(III)與As(V)的鈰錳復(fù)合氧化物吸附材料。該吸附劑可以有效地把As(III)氧化成As(V)，對(duì)As(III)與As(V)的最大吸附容量分別為93.5 mg·g-1和57.5 mg·g-1，且前者明顯高于后者，表明該吸附材料對(duì)As(III)的去除效果更好。溶液pH對(duì)鈰錳復(fù)合氧化物吸附砷的影

4、響較為明顯，隨pH升高，吸附量降低；離子強(qiáng)度則影響不大；共存陰離子對(duì)吸附影響的大小順序?yàn)椋篜O43->SiO32->CO32->SO42-。
　　3鈰錳復(fù)合氧化物對(duì)磷有較好的吸附效果，Langmuir吸附等溫線模型可以更好地?cái)M合鈰錳復(fù)合氧化物對(duì)磷的吸附，最大吸附量為28.6 mg·g-1(pH7.0)；鈰錳復(fù)合氧化物對(duì)磷具有較高的吸附速率，更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型；溶液pH對(duì)鈰錳復(fù)合氧化物吸附磷的影響較為明顯，隨pH升高，吸附量降低

5、；離子強(qiáng)度則影響不大；共存陰離子對(duì)吸附影響的大小順序?yàn)椋篠iO32->CO32->Cl-≥SO42-。
　　4. As(V)在鐵錳復(fù)合氧化物表面形成了內(nèi)層絡(luò)合物而被去除，而As(III)的去除機(jī)理明顯不同于As(V)，為氧化還原/吸附機(jī)制。在As(III)被氧化成As(V)的過(guò)程中，二氧化錳的還原溶解導(dǎo)致了固體表面新的活性吸附位的產(chǎn)生是該吸附材料對(duì)As(III)吸附容量高于As(V)的原因。鈰錳復(fù)合氧化物對(duì)磷的吸附是特性吸附,形成