砷在鈦柱撐蒙脫土上的吸附行為及機(jī)理研究.pdf

1、砷作為毒性較大的環(huán)境污染物，特別是飲用水中砷含量超標(biāo)已成為世界性的問題。長(zhǎng)期砷暴露將對(duì)人們的身體健康造成重大危害。高效吸附材料的開發(fā)有賴于對(duì)吸附過程及吸附機(jī)制的深刻理解。關(guān)于砷酸鹽等陰離子在天然礦物、沉積物和土壤等界面上的吸附行為研究是國(guó)際上的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 在前人開發(fā)的性能良好的吸附劑基礎(chǔ)上，開展了水中三價(jià)砷和五價(jià)砷吸附過程的研究。考察了pH值、溫度、共存離子、離子強(qiáng)度、紫外光照等因素對(duì)吸附過程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：材料可在短

2、時(shí)間內(nèi)有效地去除砷，吸附動(dòng)力學(xué)曲線符合擬二階方程表明吸附過程存在化學(xué)吸附。三價(jià)砷和五價(jià)砷的吸附等溫線對(duì)Langmuir和Freundlich模型都有良好的相關(guān)性。三價(jià)砷在pH值為7-8時(shí)吸附效果最佳；五價(jià)砷在pH值為3時(shí)吸附效果最好。隨溫度升高，三價(jià)砷吸附效果變差。△H<0，AS<0，ΔG<0說明吸附過程是自發(fā)的放熱過程；五價(jià)砷在25-35℃時(shí)，隨溫度升高，脫除率下降，吸附反應(yīng)為自發(fā)的放熱過程，在45-65℃則相反，吸附反應(yīng)為自發(fā)的吸熱

3、過程。溶液中存在PO43-時(shí)，五價(jià)砷的脫除率明顯下降；共存離子對(duì)三價(jià)砷的吸附影響不大。離子強(qiáng)度在0.02.0.1mol/L范圍內(nèi)變化時(shí)，材料對(duì)三價(jià)砷和五價(jià)砷的脫除率變化不大，這說明有內(nèi)層絡(luò)合物的形成。紫外光照對(duì)三價(jià)砷的吸附有良好的促進(jìn)效果；對(duì)五價(jià)砷則沒有影響。 運(yùn)用IR、XRD、EPR、XPS等現(xiàn)代表征手段分析了吸附砷前后材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化，從微觀角度對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行探討。XRD譜圖分析得到吸附后層間距減小，層與層的有序度減弱