流動(dòng)柱法研究堿式碳酸釔對(duì)水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除效果.pdf

1、砷(As)是廣泛存在于自然界中的一種元素，主要以As(Ⅲ)和As(Ⅴ)兩種形式存在于環(huán)境中。As(Ⅲ)和As(Ⅴ)都有很高的毒性，已被國(guó)際癌癥研究中心定為第一類致癌物。由于砷獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，砷及其化合物被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、化肥、木材防腐劑及半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域。在這些行業(yè)的生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生了大量的含砷廢水，造成了嚴(yán)重的砷污染問(wèn)題。吸附法具有操作簡(jiǎn)單、除砷效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，已成為最有效的除砷方法之一。近年來(lái)，以稀土元素為主要成分的新

2、型吸附劑得到了國(guó)內(nèi)外的普遍關(guān)注，堿式碳酸釔便是其中之一。堿式碳酸釔具有合成簡(jiǎn)便、吸附容量大、易于回收利用等特點(diǎn)，因而在吸附除砷方面具有很大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，考慮到實(shí)際應(yīng)用中的連續(xù)性和流動(dòng)性，流動(dòng)枉法吸附除砷更具有實(shí)際意義。
　　本文采用流動(dòng)柱法研究堿式碳酸釔對(duì)水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除效果。主要內(nèi)容如下:
　　在室溫下，通過(guò)流動(dòng)柱法研究了pH、As(Ⅲ)初始濃度、吸附劑用量、流速、競(jìng)爭(zhēng)離子對(duì)堿式碳酸釔吸附As(Ⅲ)的影響，并

3、結(jié)合吸附過(guò)程中流出液的pH與紅外譜圖進(jìn)行分析，探討吸附機(jī)理。結(jié)果表明，溶液pH對(duì)堿式碳酸釔吸附As(Ⅲ)影響很弱;隨著As(Ⅲ)初始濃度的增大，吸附速率越快，As(Ⅲ)的吸附量也越大;吸附劑用量減少，吸附速率越快;流速增加，吸附速率越快;PO43-和CO32-會(huì)對(duì)吸附產(chǎn)生明顯的競(jìng)爭(zhēng)作用，SO42-次之，NO3-幾乎不影響吸附。當(dāng)堿式碳酸釔用量為0.1 g、溶液pH為6.0、As(Ⅲ)初始濃度為50 mg/L、流速為1.0 mL/min時(shí)

4、，吸附480 min時(shí)，As(Ⅲ)的吸附量達(dá)到89.38 mg/g。同時(shí)，通過(guò)測(cè)定流出液pH及對(duì)吸附劑吸附前后表征，推測(cè)As(Ⅲ)的吸附屬于專性吸附，主要是通過(guò)和吸附劑表面的Y-OH形成內(nèi)層配合物。堿式碳酸釔動(dòng)態(tài)吸附As(Ⅲ)的穿透曲線可用Yoon-Nelson模型很好擬合。
　　在室溫下還考察了pH、As(Ⅴ)初始濃度、吸附劑用量、流速、競(jìng)爭(zhēng)離子對(duì)堿式碳酸釔動(dòng)態(tài)吸附As(Ⅴ)的影響。結(jié)果顯示，在流動(dòng)柱實(shí)驗(yàn)中，堿式碳酸釔對(duì)As(Ⅴ

5、)的吸附效果明顯優(yōu)于As(Ⅲ)。當(dāng)堿式碳酸釔用量為0.1g、溶液pH為6.0、As(Ⅴ)初始濃度為100 mg/L、流速為1.0 mL/min時(shí)，吸附480 min時(shí)，As(Ⅴ)的吸附量高達(dá)279.51 mg/g。溶液pH對(duì)堿式碳酸釔吸附As(Ⅴ)有很大影響，說(shuō)明靜電引力在As(Ⅴ)吸附中起很大作用;As(Ⅴ)濃度越高，吸附越快;吸附劑用量減小，吸附速率上升;流速增加，吸附速率越快;競(jìng)爭(zhēng)離子中，只有PO43-會(huì)與As(Ⅴ)強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)吸附，