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介孔硅材料吸附剂的制备表征及其在水环境中的应用研究(2)

时间:2020-09-27 09:52来源:毕业论文
在自然水中,无机砷是主要存在砷酸盐和亚砷酸盐这两种形式,被称作为As(V) 和 As(III)。相对而言,As(III)比As(V)更具毒性[5],可溶性和多变性。目前,常用

在自然水中,无机砷是主要存在砷酸盐和亚砷酸盐这两种形式,被称作为As(V) 和 As(III)。相对而言,As(III)比As(V)更具毒性[5],可溶性和多变性。目前,常用的处理砷的方法有化学沉淀法[6,7],离子交换法[8],吸附法[4,9,10]和膜过滤法[8,11]。吸附法是这些技术中最好的。因为该系统具有操作简单和成本效益[10]。然而,大多数的吸附剂,天然材料和合成材料在处理As(V)过程中都是有效的[12,13],但在处理As(III)中却是失败的[14,15]。所以,为了能够更好地去除砷,一般要对As(III)进行氧化预处理,然后在As(V)的吸收下生成金属氢氧化物。但是预处理的结果不仅消耗了更高的成本而且其操作更复杂。因此,我们有必要也迫切的需要一种经济,有效且可靠的吸附剂来除去存在于被污染饮用水中的As(III)。

在各类的吸附剂中,零价铁具有广泛的前景。砷去除的原理主要是因为带有二价铁和三价铁氧化物或者氢氧化物的As(III)发生了自发性的吸附和沉淀,而且在零价铁的氧化过程中形成原位[16, 17-21]。零价铁通过水和氧气被氧化而生成亚铁[22]:

Fe+O2+2H2O→2Fe2++4OH-                                  (1)                                                                                                  

二价铁根据氧化还原条件与酸碱度进一步的反应生成了Fe3O4,Fe(OH)2 ,和Fe(OH)3。

6Fe2++O2+6H2O→2Fe3O4+12H+                               (2)                                                                                           

Fe2++2OH-→2Fe(OH)2                                      (3)                                                                                                                 

6Fe(OH)2(s)+O2→2Fe3O4+6H2O                              (4)                                                                                               

Fe3O4(s)+O2(aq)+18H2O↔12Fe(OH)3(s)                        (5) 

被腐蚀了的零价铁表面所发生的非均相反应相当复杂并且将会导致对As(V)和As(III)表面的附着能力不一样。尽管存在这种复杂性,但利用X射线吸收光谱的研究表明As(III) 以及As(V)和零价铁反应后的产物应该属于由于腐蚀而在氧化铁或氢氧化铁表面产生的三价砷和五价砷复合物范围之内[16, 19]。   

  和其他任何的吸附剂相比较,零价铁的优点是方便,并且便宜无毒。在As(III)的处理过程中将吸附和氧化过程结合起来。然而,在水或潮湿的空气中,零价铁很容易凝聚从而影响其吸附效益。 介孔硅材料吸附剂的制备表征及其在水环境中的应用研究(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_61864.html

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