铁铝盐改性活性炭及其砷吸附特征初步研究

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研究活性炭改性提高重金属污染土壤钝化修复效率是目前关注的热点之一。本研究以Fe3+、Al3+硝酸盐为浸渍溶液,开展了室温浸渍、浸渍+焙烧、浸渍+沉淀、浸渍+沉淀+焙烧、浸渍+沸水浴、浸渍+沉淀+烘焙等条件对活性炭改性研究,并探讨了其吸附砷特征。结果表明,采用浸渍+沉淀法、浸渍+沉淀+烘焙法利用铁、铝改性活性炭,对砷的吸附效果较好。在初始pH为4不同浓度砷(Ⅴ)溶液中,添加剂量为0.8 g·L-1,利用Langmuir模型拟合,得到浸渍+沉淀法铁改性活性炭(FeAC)、铝改性活性炭(AlAC)对砷的饱和吸附量分别高达8.42、9.10 mg·g-1,浸渍+沉淀+烘焙法的铁改性活性炭(FeACB)、铝活性炭(AlACB)饱和吸附量分别为5.02、6.41 mg·g-1。AlAC对砷的吸附较好符合Langmuir等温方程(R2>0.98),FeAC、FeACB、AlACB更符合Frenudlich等温方程,表明后三者的吸附为多层吸附。虽然浸渍+沉淀法制备的FeAC中As:Fe摩尔比(0.071)高于浸渍+沉淀+烘焙制备的FeACB(0.052),AlACB的As:Al摩尔比(0.062)高于AlAC(0.056),但是由于其铁铝负载量较高,可能是导致其对砷吸附效果较好的原因。XRD研究表明,AlAC由于其峰的值被检测出三羟铝石,表明铝的添加使炭的表面形成新物质三羟铝石,其显著促进了AC的吸附性能。FTIR研究表明,与AC相比,改性活性炭可能增加了活性炭的表面的羟基的数量,促进了活性炭的吸附性能。SEM结果显示AlAC、AlACB表面比较光滑,表明其Al更容易均匀分布在活性炭孔隙内和表面,从而促进了吸附效果的提高。
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