砷在鈦柱撐蒙脫土上的吸附行為及機理研究.pdf

1、砷作為毒性較大的環(huán)境污染物，特別是飲用水中砷含量超標(biāo)已成為世界性的問題。長期砷暴露將對人們的身體健康造成重大危害。高效吸附材料的開發(fā)有賴于對吸附過程及吸附機制的深刻理解。關(guān)于砷酸鹽等陰離子在天然礦物、沉積物和土壤等界面上的吸附行為研究是國際上的一個研究熱點。 在前人開發(fā)的性能良好的吸附劑基礎(chǔ)上，開展了水中三價砷和五價砷吸附過程的研究?？疾炝藀H值、溫度、共存離子、離子強度、紫外光照等因素對吸附過程的影響。實驗結(jié)果表明：材料可在短

2、時間內(nèi)有效地去除砷，吸附動力學(xué)曲線符合擬二階方程表明吸附過程存在化學(xué)吸附。三價砷和五價砷的吸附等溫線對Langmuir和Freundlich模型都有良好的相關(guān)性。三價砷在pH值為7-8時吸附效果最佳；五價砷在pH值為3時吸附效果最好。隨溫度升高，三價砷吸附效果變差。△H<0，AS<0，ΔG<0說明吸附過程是自發(fā)的放熱過程；五價砷在25-35℃時，隨溫度升高，脫除率下降，吸附反應(yīng)為自發(fā)的放熱過程，在45-65℃則相反，吸附反應(yīng)為自發(fā)的吸熱

3、過程。溶液中存在PO43-時，五價砷的脫除率明顯下降；共存離子對三價砷的吸附影響不大。離子強度在0.02.0.1mol/L范圍內(nèi)變化時，材料對三價砷和五價砷的脫除率變化不大，這說明有內(nèi)層絡(luò)合物的形成。紫外光照對三價砷的吸附有良好的促進效果；對五價砷則沒有影響。 運用IR、XRD、EPR、XPS等現(xiàn)代表征手段分析了吸附砷前后材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化，從微觀角度對吸附機理進行探討。XRD譜圖分析得到吸附后層間距減小，層與層的有序度減弱