TiO2制備條件的優(yōu)化及TiO2-La砷氟共除性能研究.pdf

1、水體中砷氟含量超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重威脅人類健康，地下水中單砷、單氟及砷氟復(fù)合污染是當(dāng)今世界面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境問題。吸附法由于其簡單高效、成本低廉并且顆粒吸附劑可以再生利用而廣泛應(yīng)用于砷氟的去除。本研究通過對制備條件的優(yōu)化成功制備了顆粒二氧化鈦并利用氫氟酸和氟化鈉將吸附在二氧化鈦上的硅酸鹽反洗下來，還合成了兩種復(fù)合材料用于砷氟的吸附共除。
　　首先，通過探究硫酸氧鈦水解的pH、氫氧化鈉滴加量、硝酸與漿液離心后沉淀物的比例、高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)溫度和

2、反應(yīng)時(shí)間、離心后漿液的含水率對二氧化鈦的吸附能力和顆粒強(qiáng)度的影響，確定最佳制備條件，制備了平均顆粒強(qiáng)度超過5N、對砷的去除率高于E33p的顆粒二氧化鈦，為飲用水除砷提供新型的顆粒吸附劑。
　　其次，針對二氧化鈦吸附地下水中砷過程中硅酸鹽降低砷的去除率，而傳統(tǒng)用NaOH反洗二氧化鈦的方法不能將硅酸鹽反洗下來的問題，探究了氟化鈉反洗二氧化鈦上吸附的硅酸鹽最佳條件。在吸附Si濃度為50 mg/L的Na2SiO3溶液后，F(xiàn)濃度為500 m

3、g/L的NaF溶液在氫氟酸調(diào)pH4下可以在2 h內(nèi)將二氧化鈦上吸附的Si近乎100％地反洗下來，溶液中F-和未完全電離的HF在這過程中起主要作用，并且經(jīng)過反洗再生的二氧化鈦依然對As(III)和As(V)有較強(qiáng)的吸附能力。
　　最后制備了兩種復(fù)合材料{001}TiO2-La和{100}TiO2-La用于砷氟吸附共除。對{001}TiO2-La進(jìn)行表征， La含量為6.9%，等電位點(diǎn)為6.9。水化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，{001}TiO2-

4、La對As(III)和F的吸附符合Langmuir吸附模型，對As(III)和F的最大吸附量分別為0.598 m mol/g和2.221 m mol/g；對As(III)和F的吸附符合擬二級動(dòng)力學(xué)規(guī)律， As(III)約5 h時(shí)即可達(dá)到吸附平衡，F(xiàn)的吸附平衡時(shí)間大約為24 h。pH影響{001}TiO2-La對As(III)和F的共除效果，pH為2~6.5時(shí)，F(xiàn)的去除率最高，在80%以上；As(III)的去除率在pH為4~7時(shí)最高，大約

5、為35%。
　　{100}TiO2-La中鑭的含量為35%，比表面積為23.7 m2/g，等電位點(diǎn)為7.0。吸附劑對As(III)和F的吸附符合擬二級動(dòng)力學(xué)規(guī)律，As(III)約20 h時(shí)即可達(dá)到吸附平衡，F(xiàn)的吸附平衡時(shí)間大約為22 h。pH顯著影響{100}TiO2-La對As(III)和F的去除效果，對于初始濃度為2.5 mg/L的As(III)和F，在pH2~8之間{100}TiO2-La對As(III)和F的去除率都可以達(dá)