改良化學合成施氏礦物及其對地下水中Cr(Ⅵ)吸附試驗研究.pdf

1、地下水中鉻的污染廣泛來自于電鍍、鉻鹽生產(chǎn)、金屬冶煉、制革等行業(yè)的生產(chǎn)廢水、廢氣和廢渣的排放，經(jīng)雨水長期的淋溶、滲透，引起土壤和地下水環(huán)境的污染。Cr(Ⅵ)已被世界衛(wèi)生組織列為全球范圍內(nèi)的優(yōu)先污染物，并規(guī)定Cr(Ⅵ)在飲用水中的含量要小于0.05mg/L，所以，地下水中Cr(Ⅵ)污染的修復技術(shù)和治理方法是當前研究的焦點問題之一。水體中Cr(Ⅵ)的去除，目前應(yīng)用最廣泛的還是還原沉淀法，但是還原條件下某些污染物毒性會增大的水體難以采用這種方法

2、處理。施氏礦物由于其在處理重金屬污染廢水時反應(yīng)迅速，耗量少，無二次污染產(chǎn)生等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于水體中Cr(Ⅵ)的去除。施氏礦物的合成有化學法和生物法，目前的研究中多采用生物合成法處理含鉻廢水，處理能力35～55mg/g，但是施氏礦物的生物合成過程較為復雜，相比簡單快捷的化學合成方法而言難以大規(guī)模的實際應(yīng)用。
　　本文主要是改良化學合成施氏礦物的合成過程，增大其吸附能力，將其應(yīng)用于Cr(Ⅵ)污染地下水的吸附試驗研究，研究其動力學、吸附

3、等溫線以及投加量的影響，分析其吸附機理，并考察pH值、有機物、地下水中常見無機離子等環(huán)境條件對施氏礦物吸附地下水中Cr(VI)的影響。
　　本文的主要結(jié)論如下：
　　①改良后施氏礦物的比表面積（12.5368m2/g）比過氧化氫快速氧化法合成施氏礦物（4.3073m2/g）變大，吸附平均孔體積由0.0075cm3/g提高到0.022cm3/g，平均孔徑由6.93nm增大到7.1nm，但是兩者都屬介孔材料；改良后施氏礦物中所含

4、的羥基和硫酸根增多，這將有利于其吸附Cr(Ⅵ)。
　?、诟牧己蟮氖┦系V物處理不同濃度、不同pH值條件的Cr(Ⅵ)污染地下水24 h反應(yīng)均可完成，兩種施氏礦物吸附Cr(Ⅵ)的動力學過程均符合Lagergren二級反應(yīng)速率方程，吸附機理主要是化學吸附；吸附等溫方程也都滿足Langmiur方程，改良前后最大吸附量分別為40.4mg/g和52.9mg/g和，吸附熱為6.368kJ/mol和15.461kJ/mol。
　　③改良后施氏

5、礦物吸附Cr(Ⅵ)之后，在強堿性（pH=12）環(huán)境中，Cr(Ⅵ)在4h內(nèi)又會被完全釋放，釋放了Cr(Ⅵ)之后的礦物發(fā)生改性，變成赤鐵礦，赤鐵礦在pH=4.5時對Cr(VI)的吸附效果比施氏礦物更好，可以資源化利用。
　?、?pH值是影響地下水中Cr(Ⅵ)去除的重要因素，pH在3～6時，Cr(Ⅵ)的去除率隨pH的增大而增加，pH在6～8時，Cr(Ⅵ)的去除率隨pH的增大而降低，pH=6時，去除率最高。
　　⑤地下水中的有機物對

6、施氏礦物去除Cr(Ⅵ)有重要影響。弱酸性環(huán)境下（pH=6），施氏礦物吸附Cr(Ⅵ)的過程不受有機物的影響；弱堿性環(huán)境（pH=8）下，有機物會對施氏礦物吸附Cr(Ⅵ)產(chǎn)生明顯的抑制作用。
　?、薏煌瑹o機離子對施氏礦物吸附地下水中Cr(Ⅵ)的影響不同。
　　HCO3-會對施氏礦物吸附Cr(Ⅵ)有明顯的抑制作用，SO42-在pH=8時對施氏礦物吸附Cr(Ⅵ)有明顯的抑制作用，Cl-則對吸附過程無影響；弱酸性環(huán)境中無機陽離子的存在對