不同铁基材料的制备及对砷（Ⅲ）的吸附研究

发布时间：2018-03-09 07:02

  本文选题：铁系　切入点：活性炭　出处：《辽宁大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文将不同的铁系物质负载在比表面积大的载体上,通过无机化学或者煅烧的方法制备了三种绿色无污染且成本低廉的吸附剂,探究了其对砷(Ⅲ)的吸附行为和吸附机理,具体内容如下:1、将废弃的秸秆经过两次灼烧制成微孔活性炭,再用氯化铁、硫酸锰和高锰酸钾对活性炭进行负载,制备了氢氧化氧铁/二氧化锰秸秆活性炭吸附剂,缩写为FeOOH-MnO_2-SAc,并通过N_2吸附曲线、红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜等手段对其进行了表征。结果表明,吸附剂FeOOH-MnO_2-SAc对砷(Ⅲ)具有更好的吸附能力,这可能是因为FeOOH-MnO_2-SAc吸附剂的具有M-OH功能基团,在不同的pH下通过静电引力作用对砷离子进行吸附。FeOOH-MnO_2-SAc对As(Ⅲ)的最大吸附量可达到75.82mg·g-1。此外,通过吸附-脱附循环实验,验证了该吸附剂的可重复利用性及实用性。2、以比表面积较大的Al_2O_3为载体,将硝酸铁和硝酸锰通过煅烧的方法或反应转化为三氧化二铁和二氧化锰负载在Al_2O_3表面,制备得到了三氧化二铁/二氧化锰三氧化二铝吸附剂,缩写为Fe_2O_3-MnO_2-Al_2O_3,并通过XRD、PZC、FTIR、XPS等表征手段对其进行表征。结果表明,吸附剂Fe_2O_3-MnO_2-Al_2O_3具有较大的比表面积,在吸附剂吸附砷离子的反应过程中,MnO_2先将As(Ⅲ)转化成As(V)后,Fe_2O_3-MnO_2-Al_2O_3吸附剂上的Fe_2O_3通过自身的M-OH官能团经静电引力作用吸附溶液中的As(V)和未被氧化的少量As(Ⅲ),与Fe_2O_3-MnO_2-Al_2O_3相比,以三氧化二铝为基体的Fe_2O_3-MnO_2-Al_2O_3吸附剂可更好地从杂离子中分离出As(Ⅲ),这可能是因为三氧化二铝表面含有较少的活性吸附基团。3、为了进一步提高吸附剂对As(Ⅲ)的吸附量,以比表面积较大的二氧化硅作为载体,且通过硫酸铁和壳聚糖对其修饰,制备了零价铁/壳聚糖改性的二氧化硅吸附剂,缩写为Fe~0-CS-SiO_2。通过研究吸附剂制备过程中原料的最佳配比,在pH=3-11范围内,吸附剂Fe~0-CS-SiO_2对As(Ⅲ)的最大吸附量可达100.01mg·g-1。此外,Fe~0-CS-SiO_2吸附剂可从含有Ge(IV)、Fe(Ⅲ)、Mn(II)、Zn(II)、Cu(II)等共存离子的体系中有效地分离出As(Ⅲ),而且使用低浓度洗脱剂(0.01%NaOH)就能完全将负载的As(Ⅲ)洗脱,说明吸附剂Fe~0-CS-SiO_2和As(Ⅲ)之间的作用力小,而且较小的质量分数有利于避免造成环境污染且成本较低,有利于广泛地应用。
[Abstract]:In this paper, three kinds of green adsorbents without pollution and low cost were prepared by inorganic chemistry or calcination on the carrier with large specific surface area. The adsorption behavior and mechanism of arsenic (鈪，

本文编号：1587459