載鐵TiO2納米管吸附去除水中As(V)的研究.pdf

1、以水熱法制備的TiO2納米管(Titania Nanotubes,簡稱TNT)為基體,FeCl3為鐵源,采用浸漬法在TiO2納米管表面負載鐵,將材料在馬弗爐中焙燒后,得到載鐵TiO2納米管(記為Fe/TNT)。采用X-射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、BET比表面積分析及X-射線光電子能譜(XPS)等分析手段對TNT及Fe/TNT進行了表征,考察了Fe/TNT對水中五價砷的吸附效果。
　　 表征結果表明,TiO2納米

2、管載鐵后晶型出現一定的變化,其中銳鈦礦晶型的衍射峰強度減弱,當浸漬液HCl濃度增大至3 mol/L時,銳鈦礦的晶型變化更加明顯,并開始出現Fe2O3的特征峰。TEM與BET比表面積分析結果顯示,在0.1mol/L HCl浸漬條件下制備的Fe/INT的結構與未載鐵的TiO2納米管相比沒有明顯變化,比表面積從298.2 m2/g下降至233.9 m2/g。但在3 mol/L HCl浸漬條件下制備的Fe/TNT出現結塊和堆積現象,管狀結構被破

3、壞。XPS結果顯示在0.1 mol/L HCl浸漬條件下制備的Fe/TNT的載鐵量為3.43％,且負載后的鐵以Fe2O3形式存在于納米管表面或晶格內部。
　　 以制備的載鐵TiO2納米管(Fe/TNT)為吸附劑分別考察了其對水中低濃度As(Ⅴ)及高濃度As(Ⅴ)的吸附去除效果,并用Langmuir吸附等溫模型對吸附過程進行了擬合。對于低濃度的As(Ⅴ)來說,低溫環(huán)境更有利于吸附的進行,且吸附存在一個最佳pH值。在pH值為3.5的

4、溶液環(huán)境中,15℃下吸附8 h后,Fe/TNT對As(Ⅴ)的吸附量達到35.5 mg/g,而在相同的條件下,TiO2納米管(TNT)對As(Ⅴ)的吸附量只有10.5 mg/g;對于高濃度As(Ⅴ)的吸附,同樣是在低溫及酸性的溶液環(huán)境中更有利于吸附,但吸附達到平衡的時間比低濃度As(Ⅴ)要短。實驗還考察了SO42-、PO43-等幾種離子與As(Ⅴ)共存時對吸附效果的影響及Fe/TNT的再生情況,結果顯示SO42-對As(Ⅴ)吸附的影響不大