載鐵活性炭吸附劑的制備及除砷機(jī)理研究.pdf

1、砷是一種廣泛分布的有毒元素，對(duì)人體健康的危害表現(xiàn)為急性高毒性和長(zhǎng)期微量蓄積引發(fā)的慢性毒性兩方面。環(huán)境中砷污染已成為一大環(huán)境污染難題。本文立足于新型環(huán)境材料的研究開發(fā)與實(shí)際運(yùn)用，制備出載鐵活性炭吸附劑，研究其脫砷的吸附特性，探討載鐵活性炭吸附劑吸附砷的機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明：載鐵活性炭吸附劑的最佳制備條件為：改性GAC在0.5mol/L FeCl2溶液中浸漬NaClO氧化24h，90℃熟化。所制得載鐵活性炭吸附劑載鐵量為10.13

2、mg/g，具有明顯的孔結(jié)構(gòu)，表面附著大量片狀結(jié)構(gòu)，比表面積為330.765m2·g-1，F(xiàn)T-IR圖譜顯示在1118 cm-1、890cm-1、794cm-1處出現(xiàn)FeOOH相應(yīng)的特征峰，XRD圖譜分析表明鐵主要以非晶型形式載入改性活性炭中；XPS圖譜分析可知載鐵活性炭吸附劑的Fe2p結(jié)合能屬于FeOOH水合氧化鐵Fe2p結(jié)合能范疇，載入的Fe主要以水合氧化鐵形式存在于載鐵活性炭吸附劑中。
　　吸附反應(yīng)480min時(shí)達(dá)到平衡,載鐵

3、活性炭吸附劑對(duì) As(Ⅴ)的最大吸附容量為3.14mg/g；在pH=3~8內(nèi)，載鐵活性炭吸附劑對(duì)As(Ⅴ)的去除率均達(dá)到90％以上，但在中性偏酸性條件下吸附效果最好，此時(shí)As(Ⅴ)以陰離子形式存在而吸附劑帶正電?？疾斓娜N陽(yáng)離子對(duì)載鐵活性炭吸附劑吸附As(Ⅴ)的促進(jìn)作用由大到小依次為：鈣離子>鎂離子>鈉離子；共存陰離子中氯離子、氟離子、硫酸根和硝酸根離子對(duì)載鐵活性炭吸附劑除As(Ⅴ)基本無(wú)影響，磷酸根、硅酸根以及碳酸根起抑制作用，且抑制

4、能力從大到小依次為：磷酸根>硅酸根>碳酸根。
　　Lagergren二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能很好地描述載鐵活性炭吸附劑吸附 As(Ⅴ)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，R2>0.99。Freundlich吸附等溫式擬合中1/n值介于0.1~0.5，說(shuō)明載鐵活性炭吸附劑易于吸附溶液中的As(Ⅴ)。Langmuir吸附等溫式擬合優(yōu)于Freundlich吸附等溫式，R2=0.999。載鐵活性炭吸附劑對(duì) As(Ⅴ)的吸附反應(yīng)為吸熱自發(fā)反應(yīng)，以化學(xué)吸附為主，以物理吸附