焙燒態(tài)鋅鋁層狀雙氫氧化物去除溴酸鹽的效果和機(jī)理.pdf

1、隨著工業(yè)的快速發(fā)展，水源水普遍受到不同程度的有機(jī)物污染。然而傳統(tǒng)的水處理工藝對(duì)這些小分子、溶解性合成有機(jī)物基本沒(méi)有去除能力，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)行的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在這背景下，臭氧-生物活性炭技術(shù)集物理吸附、化學(xué)氧化、生物降解于一體，可有效去除水中的有機(jī)污染物，逐漸成為了主流的飲用水深度處理工藝。但是，當(dāng)臭氧氧化含溴的水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物溴酸鹽。溴酸鹽已被國(guó)際癌癥組織定義為2B級(jí)潛在致癌物質(zhì)，我國(guó)現(xiàn)行的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-

2、2006)規(guī)定溴酸鹽的限值為10μg/L。鑒于現(xiàn)有溴酸鹽控制和去除技術(shù)均存在一定缺點(diǎn)和不足，迫切需要開(kāi)發(fā)去除溴酸鹽的新技術(shù)。本文提出了焙燒態(tài)鋅鋁層狀雙氫氧化物去除溴酸鹽技術(shù)，利用焙燒態(tài)鋅鋁層狀雙氫氧化物特有的結(jié)構(gòu)記憶效應(yīng)快速有效地去除水中的溴酸鹽。
　　本文先采用共沉淀水熱處理法制備得到了一系列碳酸根插層Zn/Al原子比為2、3和4的鋅鋁層狀雙氫氧化物前體(Zn-AlLDHs)，再經(jīng)300、400、500和600℃焙燒處理，得到焙

3、燒態(tài)的鋅鋁層狀雙氫氧化物(Zn-AlCLDHs)。借助X射線(xiàn)衍射儀、納米粒徑電位分析儀、比表面積分析儀、掃描電子顯微鏡、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀和傅里葉紅外光譜分析儀等設(shè)備對(duì)樣品的結(jié)晶度、等電點(diǎn)(IEP)、比表面積、形貌粒徑和化學(xué)組成等進(jìn)行了表征分析。然后，研究了不同焙燒溫度和Zn/Al原子比的Zn-AlCLDHs去除水中溴酸鹽的效果，結(jié)果表明，最佳焙燒溫度為500℃;在相同的焙燒溫度下，Zn/Al原子比為2的焙燒態(tài)鋅鋁層狀雙氫氧化物(Z

4、n-Al2CLDHs)較Zn-Al3CLDHs和4CLDHs具有更高的吸附性能。
　　在此基礎(chǔ)上，把Zn-Al2CLDHs作為吸附劑，考察了接觸時(shí)間、吸附劑投量、pH值、反應(yīng)溫度、共存離子對(duì)溴酸鹽去除的影響。進(jìn)一步的研究表明，Zn-Al2CLDH(5)對(duì)溴酸鹽的吸附性能最高，在pH=6.9，T=20℃，Zn-Al2CLDH(5)=0.8g/L，[BrO3-]0=100μg/L條件下，可在1h內(nèi)去除溶液中90％以上的溴酸鹽，反應(yīng)2.

5、5h得到最大去除率97％。在pH=4.5～9.5范圍內(nèi)，Zn-Al2CLDH(5)的吸附性能幾乎沒(méi)有改變，但pH大于9.5時(shí)，樣品吸附性能急劇下降。Zn-Al2CLDH(5)對(duì)溴酸鹽的吸附是一個(gè)放熱反應(yīng)，溫度升高會(huì)使溴酸鹽的去除率降低。共存陰離子的種類(lèi)和含量都對(duì)溴酸鹽的去除有較大影響，常見(jiàn)陰離子影響溴酸鹽去除的順序?yàn)镻O43-＞SO42-＞F-＞Cl-＞ClO3-＞NO3-。同時(shí)，Zn-Al2CLDH(5)的穩(wěn)定性和再生性能良好。結(jié)果表