活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵去除礦山廢水中Cu2+和Cr6+的研究.pdf

1、銅和六價(jià)鉻就是較為常見的重金屬污染物，它們對(duì)人體的新陳代謝和動(dòng)植物的生長發(fā)育都是必需元素，但其含量超過一定數(shù)值后，將對(duì)生命帶來巨大威脅。因此，對(duì)于銅污染和六價(jià)鉻污染的治理已不得不對(duì)人類敲響警鐘。
　　近些年來，納米零價(jià)鐵在治理有機(jī)物和重金屬污染領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用。納米零價(jià)鐵具有比表面積大、表面能強(qiáng)、活性高一系列特點(diǎn)，對(duì)于污染物的去除有著很大優(yōu)勢，但又因其易氧化和易團(tuán)聚導(dǎo)致反應(yīng)活性降低。經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)，以負(fù)載的形式將納米零價(jià)鐵

2、固定在某種載體上，能夠起到防止納米顆粒團(tuán)聚從而提高其去除效果的作用。
　　本論文主要研究將納米零價(jià)鐵負(fù)載于活性炭上，用以去除水相中銅離子和六價(jià)鉻離子的反應(yīng)條件和反應(yīng)機(jī)理，并運(yùn)用SEM、比表面積與孔徑分析和XPS技術(shù)表征反應(yīng)材料，驗(yàn)證其可行性。
　　使用不同反應(yīng)材料對(duì)銅離子溶液進(jìn)行去除試驗(yàn)，其中活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵效果最佳，且當(dāng)鐵含量10.99％，活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵給入15mg/L，控制pH=5和作用時(shí)間為24h，初始Cu2

3、+濃度50mg/L，反應(yīng)的去除率為85.06%。增加鐵含量會(huì)將活性炭的孔隙堵住反而降低其去除率；活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵投加的越多去除效果越好；對(duì)銅離子的去除隨pH值的變化而改變，在pH=2到pH=7之間，去除率先變大后降低；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，去除率會(huì)越來越高；初始濃度對(duì)整個(gè)試驗(yàn)的作用不大。反應(yīng)機(jī)理分析活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵去除銅離子的反應(yīng)主要是納米零價(jià)鐵對(duì)銅離子的還原，其次則由活性炭對(duì)銅離子的吸附，反應(yīng)后零價(jià)鐵以三價(jià)鐵的形式存在，而銅離子則以

4、Cu0和Cu2O的形式存在。
　　而以活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵對(duì)六價(jià)鉻離子進(jìn)行去除，當(dāng)使用15mg/L的活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵材料，在pH=5、反應(yīng)溫度在25℃、初始濃度定在20mg/L和反應(yīng)時(shí)間為12h，去除率達(dá)到了97.57%。將反應(yīng)后產(chǎn)物送去做XPS分析表明，活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵去除六價(jià)鉻離子的反應(yīng)以納米零價(jià)鐵對(duì)銅離子的還原作用為主活性炭對(duì)銅離子的吸附作用為輔，經(jīng)作用后的納米零價(jià)鐵則被氧化成以Fe2O3和FeOOH形式存在的三價(jià)鐵