鈰錳復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世界性的問題。一般情況下，As(III)與As(V)往往同時存在，而前者的毒性遠遠高于后者，且比后者更難去除。磷是生物生長的必需營養(yǎng)元素，但其在水中的過量存在造成了水體富營養(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結構和性質，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As(V)、磷的特定吸附性能與二氧化錳的氧化As(III)的性能結合在一起，研制了鈰錳復合氧化物吸附材料，并在材料的制備、對As(III)、As(V)和磷的吸附行為與去除機制方面開展了系統(tǒng)的研究。
　　通過上述研究，主要取得了以下成果：
　　1.所制備鈰錳復合氧化物由納米級顆粒組成；主要以無定型形式存在；BET比表面積為157 m2·

3、g-1；等電點為6.5。
　　2.利用鈰氧化物對As(V)的特定吸附性能及二氧化錳對As(III)的氧化性能，成功制備了可同時高效去除As(III)與As(V)的鈰錳復合氧化物吸附材料。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As(III)的去除效果更好。溶液pH對鈰錳復合氧化物吸附砷的影

4、響較為明顯，隨pH升高，吸附量降低；離子強度則影響不大；共存陰離子對吸附影響的大小順序為：PO43->SiO32->CO32->SO42-。
　　3鈰錳復合氧化物對磷有較好的吸附效果，Langmuir吸附等溫線模型可以更好地擬合鈰錳復合氧化物對磷的吸附，最大吸附量為28.6 mg·g-1(pH7.0)；鈰錳復合氧化物對磷具有較高的吸附速率，更符合準二級動力學模型；溶液pH對鈰錳復合氧化物吸附磷的影響較為明顯，隨pH升高，吸附量降低

5、；離子強度則影響不大；共存陰離子對吸附影響的大小順序為：SiO32->CO32->Cl-≥SO42-。
　　4. As(V)在鐵錳復合氧化物表面形成了內(nèi)層絡合物而被去除，而As(III)的去除機理明顯不同于As(V)，為氧化還原/吸附機制。在As(III)被氧化成As(V)的過程中，二氧化錳的還原溶解導致了固體表面新的活性吸附位的產(chǎn)生是該吸附材料對As(III)吸附容量高于As(V)的原因。鈰錳復合氧化物對磷的吸附是特性吸附,形成