【摘 要】
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近年来,砷污染一直是人们关注和研究的热门话题。吸附法因其对水中砷的去除高效性得到广泛应用,因此制备新型高效的吸附材料是除砷的关键。本实验采用共沉淀法制备铁锰复合金属氧化物,并用亚硫酸根、锰离子、铜离子对其进行改性,通过对改性吸附剂进行动力学实验同时对吸附材料进行表征,来探究改性吸附剂的结构组成及吸附机理,从而筛选出一种更为高效的新型吸附剂。完成的实验成果及结论如下:(1)动力学实验结果表明:经Cu
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近年来,砷污染一直是人们关注和研究的热门话题。吸附法因其对水中砷的去除高效性得到广泛应用,因此制备新型高效的吸附材料是除砷的关键。本实验采用共沉淀法制备铁锰复合金属氧化物,并用亚硫酸根、锰离子、铜离子对其进行改性,通过对改性吸附剂进行动力学实验同时对吸附材料进行表征,来探究改性吸附剂的结构组成及吸附机理,从而筛选出一种更为高效的新型吸附剂。完成的实验成果及结论如下:(1)动力学实验结果表明:经Cu2+、Mn2+及SO32-改性后的铁锰复合氧化物对砷的吸附效果明显增加。其对砷的吸附效果关系表示为:FMBO-Cu>FMBO-S>FMBO-M>FMBO。四种吸附剂都能用拟二级动力学模型和Elovich模型很好的拟合。(2)FMBO、FMBO-Cu、FMBO-S、FMBO-M吸附剂对As的吸附均由膜扩散和颗粒内扩散共同控制,而颗粒内扩散主要是介孔扩散,在长时间的吸附过程中,砷在介孔中的扩散是控制改性FMBO吸附速率的主要因素。改性FMBO吸附剂的吸附速率都明显高于FMBO。(3)铜离子的添加量影响FMBO-Cu对砷的吸附效果,随着铜离子添加量的增加,对总砷的吸附效果下降。FMBO、FMBO-Cu(3:1:0.33)、FMBO-Cu(3:1:3)及FMBO-Cu(3:1:1)吸附剂对砷的吸附均由颗粒内扩散和边界层扩散共同控制。其中FMBO-Cu(3:1:0.33)对砷的吸附速率最快。(4)通过XRD,BET、Zeta电位、热重、红外、及透射电镜等表征手段,对吸附剂的表面形貌、组成、晶型和价键情况等进行理化分析,发现改性FMBO吸附剂表面粗糙并具有丰富的孔隙结构且具有大的比表面积。红外光谱图则显示吸附剂表面含有丰富的羟基。(5)通过对比吸附前后SEM-Mapping和XPS的结果,As在吸附剂表面的吸附主要是通过污染物与吸附剂表面的羟基发生取代反应。吸附后表面羟基振动及对应元素谱图的出现均证明了As成功吸附到材料表面。
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