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1、水中Cr(Ⅵ)離子嚴(yán)重威脅著人類的健康,引起人們的廣泛關(guān)注,因此也是亟需解決的問(wèn)題。目前,化工吸附凈化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。吸附法去除Cr(Ⅵ)廢水很大程度上取決于吸附材料的先進(jìn)性以及合理的設(shè)計(jì)。因此,開發(fā)費(fèi)用低、吸附性能良好的材料成為Cr(Ⅵ)離子廢水處理的研究熱點(diǎn)。
本文采用炭黑與鈦酸四正丁酯為原料,通過(guò)溶膠.凝膠法獲得復(fù)合材料HCB/TiO2,通過(guò)X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、X
2、射線光電子能譜分析儀(XPs)和電位滴定法來(lái)表征樣品的性能。HCB/TiO2去除Cr(Ⅵ)過(guò)程中部分Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),通過(guò)ICP、FTIR、XPS等表征手段對(duì)吸附Cr(Ⅵ)后的樣品及溶液進(jìn)行研究,推測(cè)去除機(jī)制。在吸附去除Cr(Ⅵ)過(guò)程中,研究主要因素包括吸附劑的投加量、接觸反應(yīng)時(shí)間、pH、溶液的初始濃度、復(fù)合HCB的質(zhì)量等變量,以及吸附等溫線、吸附動(dòng)力學(xué)以及熱力學(xué)。進(jìn)一步探索HCB/TiO2的再生性能、與其他吸附劑的可對(duì)比性。
3、
研究結(jié)果表明,HCB/TiO2的XRD尺寸為66.4nm及表面的pHpzc為4.3,HCB/TiO2表面官能團(tuán)包括C-H、C-C; C-OH; C=O、C-O-C; COOH,含量依次為56.4、12.6、10.08、20.92%。
推測(cè)HCB/TiO2去除Cr(Ⅵ)的機(jī)制為:首先,在強(qiáng)酸性的條件下,吸附劑表面的官能團(tuán)質(zhì)子化而富集正電荷,高含氧Cr(Ⅵ)陰離子在靜電力的作用下吸附到HCB/TiO2表面的某些活性位點(diǎn)
4、上。其次,吸附劑表面的質(zhì)子化官能團(tuán)提供電子,部分Cr(Ⅵ)還原成三價(jià)鉻Cr(Ⅲ)。
HCB/TiO2對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:最佳固液比、pH、溫度、平衡時(shí)間、HCB的復(fù)合質(zhì)量分別為2g/L、2、25℃、150 min、2 g(63%)。HCB/TiO2對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附行為遵循Freundlich、偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合模型,熱力學(xué)參數(shù)表明,吸附過(guò)程為自發(fā)吸熱化學(xué)吸附過(guò)程。循環(huán)5周期后的吸附能力仍保持82.1%以上。在pH為
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