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每年在我国有大量的含铬废水排放,废水中的铬对环境和人体健康具有极其严重的危害,因此如何有效的处理含铬废水具有重大的意义。本论文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)软模板法制备介孔铁锆复合氧化物作为吸附剂,研究内容包括:(1)吸附剂的制备与表征,所制备的吸附剂包括介孔铁锆复合氧化物氧化物(MIZO)和普通铁锆复合氧化物(IZO);(2)探究不同因素对吸附剂吸附 Cr(VI)的影响和吸附剂的再生性能;(3)通过分析吸附剂吸附 Cr(VI)前后的Zeta电位变化、傅氏转换红外线光谱图谱变化以及X射线光电子能谱变化,结合吸附动力学和等温线等分析结果,探讨吸附剂对Cr(VI)的吸附机理。 得出如下主要结论: (1)以Fe/Zr摩尔比为5/1所制备的铁锆复合氧化物对Cr(VI)的吸附容量最高,为47.25 mg/g。 (2)模板剂CTAB能促使所制备的MIZO呈典型的介孔结构,形成更为均匀的孔径和粒径,以及更高的pHzpc,为10.2。模板剂的加入对吸附剂的结晶度无明显影响,MIZO和IZO均为无定形;另外,加入模板剂所制备的吸附剂(MIZO)与无模板剂制备的吸附剂(IZO)的元素组成无明显区别。 (3) MIZO比IZO具有更好的Cr(VI)吸附性能,对溶液的pH值、Cr(VI)初始浓度、共存离子的适应能力以及再生能力更强。实验条件下,在pH为2~8时,MIZO对Cr(VI)的去除率均高于80%,而IZO的则由88%降低至43%;Cr(VI)初始浓度为5~50 mg/L时,MIZO对Cr(VI)的去除率由99.9%降至93.9%,而IZO的则由98.2%降至67.3%。同时,MIZO的理论最大吸附容量为59.88 mg/g,高于所知的相似吸附剂,且吸附平衡时间小于1 h。综合考虑,介孔铁锆复合氧化物是一种具有较好应用潜力的去除水中Cr(VI)的吸附材料。 (4) MIZO对Cr(VI)的吸附等温线和动力学分别符合Langmuir等温线和Lagergren伪二级动力学模型,说明Cr(VI)的吸附主要为单层的化学吸附。MIZO对Cr(VI)的吸附是静电引力、络合等作用的综合,羟基是Cr(VI)的主要吸附位点。