Fe3O4-MnO2磁性納米盤(pán)吸附劑的制備及除砷(Ⅲ)效能研究.pdf

1、砷元素普遍存在于天然水體和工業(yè)廢水中,而且被認(rèn)為是毒性最大的無(wú)機(jī)污染物。無(wú)機(jī)狀態(tài)下的砷元素主要以亞砷酸根和砷酸根兩種形式存在于水體中,而且,亞砷酸根的毒性比砷酸根高25~60倍。對(duì)于三價(jià)砷的去除要先進(jìn)行氧化,但是這種方法操作復(fù)雜、成本高。為了克服這些缺點(diǎn),本文采用一步原位合成法在室溫條件下制備了廉價(jià)、環(huán)境友好型Fe3O4-MnO2磁性納米盤(pán)吸附劑,這種材料具有MnO2的氧化性和Fe3O4對(duì)五價(jià)砷的高吸附性。
　　XPS、XRD、T

2、EM、VSM、BET表征發(fā)現(xiàn),無(wú)定形的二氧化錳依附在Fe3O4晶體表面。通過(guò)調(diào)節(jié)硫酸亞鐵和高錳酸鉀的摩爾比,可以控制所合成的納米顆粒的形態(tài),增加高錳酸鉀的用量會(huì)使納米核的厚度減小,使其從12nm減小到<5nm,平均邊長(zhǎng)從40nm增加到70nm,殼的厚度從<1nm增加5nm。此外,任意摩爾比的硫酸亞鐵與高錳酸鉀都可以通過(guò)一步原位合成法制得Fe3O4-MnO2磁性納米盤(pán)吸附劑。以L(fǎng)angmuir飽和吸附量作為考察指標(biāo),通過(guò)吸附實(shí)驗(yàn),確定吸附

3、劑在去除水中三價(jià)砷時(shí)的最優(yōu)鐵錳比例為3:1。
　　以鐵錳摩爾比為3:1的Fe3O4-MnO2磁性納米盤(pán)作為吸附劑,對(duì)吸附除砷的影響因素進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著初始砷離子濃度的增加,吸附量增加,達(dá)到吸附平衡所需最短時(shí)間為4h,pH在2~8范圍內(nèi),有利于三價(jià)砷的吸附。同時(shí)考察了存在于天然水體中SO42、PO43、SiO32、CO32等陰離子對(duì)三價(jià)砷吸附的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)磷酸鹽的影響最大,硫酸鹽的存在對(duì)砷的去除沒(méi)有影響。
　　以鐵錳

4、摩爾比為3:1的Fe3O4-MnO2磁性納米盤(pán)作為吸附劑,對(duì)三價(jià)砷的吸附效能進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),吸附劑對(duì)三價(jià)砷的吸附符合Freundlich吸附等溫模型,用Langmuir吸附等溫模型擬合得到的最大飽和吸附量為80.40mg/g。假二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能夠較好的擬合三價(jià)砷的吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。當(dāng)初始砷離子濃度為200μg/L,吸附劑投量為200mg/L,pH為中性的條件下,吸附劑能夠?qū)⑺w中砷的濃度降低到10μg/L以下,符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)