铁氧化物及铁锰复合氧化物对砷的吸附及其应用研究

铁氧化物及铁锰复合氧化物对砷的吸附及其应用研究

作者:师大云端图书馆 时间:2021-06-30 分类:硕士论文 喜欢:444
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【摘要】随着我国沼气工程的迅猛发展,沼液量也大幅增加。由于沼气发酵的原料如畜禽类粪便等中含有大量的重金属,导致沼液中的重金属污染越来越严重,严重威胁着食品安全及人类健康。砷作为沼液中主要重金属污染物之一,且是一种高毒性的致癌物受到了广泛关注。铁锰氧化物在水体沉积物及上壤中分布广泛,且具有比表面积大和较高的氧化还原活性等特点使其在控制砷污染方面发挥着重要的作用。本课题以铁氧化物及铁锰复合氧化物为研究对象,研究三种铁氧化物(水铁矿、针铁矿及赤铁矿)在不同溶液pH条件下对As(V)的吸附机理以及铁锰复合氧化物对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附氧化特性及共存物质对吸附效果的影响。本研究主要结论如下:(1)在溶液pH=3.0时,水铁矿通过表面络合及表面沉淀反应共同作用吸附As(V);在pH=9.0时,As(V)只在水铁矿表面形成双齿双核表面络合物,不产生表面沉淀。针铁矿及赤铁矿在不同pH条件下都只是通过表面络合反应吸附As(V),且生成双齿双核表面络合物。(2)在吸附过程中铁氧化物是否溶解释放出Fe3+是导致表面沉淀产生的关键。其中铁氧化物的种类及溶液的pH对Fe3+溶出的起着决定作用。另外,吸附时间的长短及As(V)的初始浓度也影响着表面沉淀的形成。(3)铁锰复合氧化物对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)均具有吸附除砷速率快及吸附容量大等特点,且对As(Ⅲ)的饱和吸附量(111.10mg·g-1)明显高于相同条件下As(V)的饱和吸附量(71.40mg·g-1)。As(Ⅲ)和As(V)是通过与铁锰复合氧化物表面的Fe-OH基团进行交换并形成内层络合物的形式被FMBO吸附,且As(Ⅲ)的吸附是吸附和氧化共同作用的结果。在吸附氧化As(Ⅲ)过程中,吸附剂表面释放出的Mn2+以及Mn2+的溶出导致吸附剂表面结构发生破坏是使铁锰复合氧化物对As(Ⅲ)的饱和吸附量高于As(V)的主要原因。(4)Zn2+的存在能够促进FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附;磷酸根对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附有明显的抑制作用,同时磷的添加顺序的不同对砷吸附效果的影响也不同。另外,有机物(腐殖酸、动物蛋白及尿素)对As(Ⅲ)、As(V)的影响不大,适合应用于有机物含量丰富的沼液中砷的去除。
【作者】彭昌军;
【导师】欧阳通;王远鹏;
【作者基本信息】厦门大学,环境工程,2014,硕士
【关键词】铁氧化物;铁锰复合氧化物;砷;吸附;沼液;

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