[00128479]多功能改性介孔氧化铁吸附剂的制备及应用研究

首先,采用共沉淀法,以FeCl2·4H2O和NaOH为原料,80°C条件下合成得到纯的γ-Fe2O3粒子。同时合成了Ce4+改性的γ-Fe2O3粒子,并讨论产物的物相、形貌等特性等随掺入量不同的变化情况。γ-Fe2O3磁性粒子在环境治理领域,尤其是水中重金属去除应用中具有很广阔的应用前景。 其次,利用制备的Ce-γ-Fe2O3吸附剂,进行了水中As（V）的吸附去除实验。研究了该吸附剂对As（V）的吸附等温线、动力学以及影响动力学的各种因素（包括As（V）的不同初始浓度、吸附剂用量、pH值、共存离子和不同温度）、pH值、共存离子等环境因素对As（V）去除的影响;以及吸附剂的再生及再生后的砷吸附去除效率等。研究发现在前10min内吸附较快。用Langmuir吸附等温式估算出As（V）的吸附量为12.0 mg·g-1。该吸附剂在ph6.5,（25±2）℃,As（V）初始浓度为2 mg·L-1,吸附剂用量为1.0 g·L-1时,As（V）的去除率为～75%;当把吸附剂的用量增加到1.5 g·L-1时,As（V）的去除率可达99.9%以上。吸附剂用0.1M的NaOH浸泡12 h后即可再生,再生效率较高。常见的阴离子中PO43-、SiO32-对As（III）的去除抑制较大,而SO42-、CO32-、C2O42-等离子对砷的去除影响较小。Fe2+对As（III）的吸附抑制作用较大而其它阳离子影响不大。吸附剂可用0.1 M NaOH 有效再生,并且具有良好的机械性能。实验室初步实验数据表明,该吸附剂对饮用水除砷具有较好的应用前景。 第三,利用实验室制备的Ce-γ-Fe2O3对饮用水中As（III）的吸附去除也进行了研究。考察了吸附等温线、动力学以及影响动力学的各种因素、pH值、共存离子等环境条件对As（III）去除的影响;以及吸附剂的再生及再生后的吸附效率等。研究发现,该吸附剂在ph6.5,（25±2）℃,As（III）初始浓度为2 mg·L-1,吸附剂用量为1.0 g·L-1时,对As（III）的去除率为99.9%;其吸附容量为1.996mg·g-1。与As（V）的吸附相比,该吸附剂对As（III）的效率比较高。 最后,利用实验室制备的Ce-γ-Fe2O3对饮用水中Cr（Ⅵ）的吸附去除也进行了研究。考察了吸附等温线、动力学以及影响动力学的各种因素、pH值、共存离子等环境条件对As（III）去除的影响;以及吸附剂的再生及再生后的吸附效率等。研究发现,Ce-γ-Fe2O3对Cr（Ⅵ）的吸附研究表明,Cr（Ⅵ）在Ce-γ-Fe2O3表面主要通过“外球络合”作用吸附。吸附过程和吸附方式分别符合Langergren准二级动力学方程及Langmuir模型。吸附剂用量为1.0 g·L-1,ph2、100 mg/L更有利于Cr（Ⅵ）的吸附,且吸附速率快,达平衡时间短,最大吸附容量为40mg/g。Ce-γ-Fe2O3表面吸附的Cr（Ⅵ）在0.1 mol/L碱液中脱附率为89.7%。通过煅烧再生吸附剂重复使用4次后,对Cr（Ⅵ）的去除率为75.4%。