石英砂負載氧化鐵（IOCS）吸附去除銻、磷研究.pdf

1、研究采用鐵鹽溶液蒸發(fā)法在石英砂上負載氧化鐵顆粒(ironoxidecoatedsand，簡稱IOCS)，通過SEM／EDAX，XRD，F(xiàn)TIR以及表面分析儀對IOCS進行表征，表征結果表明：負載氧化鐵的粒徑為100nm左右，其表面孔徑及孔隙率分別為2×10-9m～9×10-9m及0.11﹪，IOCS的比表面積為原砂的5倍；IOCS表面氧化鐵的晶型為赤鐵礦(α-Fe203)，F(xiàn)TIR譜線在3439cm-1、1630cm-1、1067cm-

2、1、537cm-1出現(xiàn)了吸收峰，分別代表氧化鐵表面的OH、水分子、Fe—OH基團、Fe—O鍵。 通過小試搖床實驗和中試柱子實驗考察了IOCS在不同條件下吸附除銻、磷的效果，研究結果表明：與原砂相比，IOCS對銻、磷的去除率明顯增加。pH值對銻的去除影響較小，在pH=4.O～9．O的范圍內，IOCS對銻的去除率都在95﹪以上，pH值對磷的去除影響較大，中性條件下效果最佳，去除率為88﹪，在堿性范圍內去除率最低。研究所試的競爭離子(

3、N03-，Cl'，Mn2+，Cu2+)對IOCS吸附銻的去除率，吸附容量以及吸附動力學幾乎沒有影響；陰離子N03-，Cl'，Ac。對IOCS除磷吸附容量和吸附速率影響不大，以陽離子Caz+，Mg2+為背景離子時，可略微提高IOCS的除磷吸附容量，但吸附速率幾乎沒有變化；而以Sb3+為背景離子時，其對IOCS除磷的吸附容量明顯降低，產生了競爭吸附。隨著反應溫度的提高，IOCS除銻、磷的飽和吸附容量以及吸附反應速率隨之增加，三種實驗溫度條件

4、下(283K,293K,313K)IOCs除銻、磷的等溫吸附可用Langmuir等溫吸附模型來描述，吸附動力學可分別用二級反應動力學模型和準二級反應動力學模型進行擬合。IOCS吸附柱除銻、磷的穿透曲線屬于邏輯斯特曲線形式；隨著EBCT的增加，出水達到泄漏濃度時，水的處理量也隨之增加；IOCS表面銻、磷含量隨著吸附床深度的增加逐漸降低，且大部分銻、磷吸附在吸附柱上層。采用O．1mol/L的NaOH可再生60﹪左右的IOCS吸附容量，并且再

5、生三次后對吸附容量的減少較小。 熱動力學研究表明IOCS吸附銻、磷是自發(fā)的吸熱反應，隨著溫度升高，△G。減小，說明反應在高溫下更易于進行。三種溫度下(283K，293K，313K)IOCS吸附銻、磷的平均吸附能都大于8kJ／mol，說明IOCS吸附銻、磷的過程屬于化學吸附。吸附擴散過程的研究表明，IOCS吸附銻、磷的過程包括膜擴散和顆粒擴散兩種類型，且膜擴散對吸附速率起控制作用，隨著反應溫度的升高，邊界層對總吸附速率的影響增大，

6、顆粒擴散包括表面擴散和孔隙擴散，且兩者擴散率均為lo-n級。XRD和FTIR檢測結果表明氧化鐵晶型在吸附銻、磷后未發(fā)生改變；吸附后IOCS表面Fe—OH鍵對應的特征峰消失，說明Fe—OH鍵參與了吸附反應。 XPS檢測結果表明：IOCS吸附銻的過程中，氧化鐵中氧所帶的負電荷與吸附前相比減少，氧作為一個電子供體，起到了Lewis堿的作用。鐵所帶的正電荷較未吸附時有所降低，鐵原子作為一個電子受體，起到了Lewis酸的作用。IOCS吸附