几种氢氧化铁对亚砷酸根的吸附及预处理方法的影响

笔者研究了3种铁氧化物(氢氧化物)对亚砷酸根阴离子的吸附作用。三种吸附剂分别是Fe(OH)3凝胶,其真空微波干燥和80℃常规干燥产物。实验结果表明,将氢氧化铁凝胶与亚砷酸钠溶液混合后,六分钟内溶液的pH值从9.71升高至10.36,说明亚砷酸根取代了氢氧化铁中的氢氧根。反应40分钟后,pH值下降,原因很可能是被吸附的亚砷酸根表面络合体从单齿络合转变成为单核—双齿络合体并释放质子。pH值降低并不意味着吸附作用的结束,而是表明了反应类型的转变。温度和溶解空气对这两种反应的影响很小。将吸附剂超声波处理后,亚砷酸根的吸附总量增加了,不过…     

针铁矿及其前体吸附亚砷酸根离子的反应及预处理方法的影响

观察了针铁矿及其前体对溶液中亚砷酸根离子的吸附过程和吸附性能。3种吸附剂分别为氢氧化铁凝胶、经微波真空干燥的凝胶和80℃烘干的凝胶,它们均转变成了针铁矿。氢氧化铁凝胶与亚砷酸钠溶液混和后,溶液的pH值在6min内从9.71上升到10.36,原因是亚砷酸根离子置换了针铁矿和氢氧化铁中的氢氧根;40min后开始持续下降,和亚砷酸根离子与吸附剂之间的缩合反应有关。pH值的转折点并不意味着吸附反应的结束,但代表了反应类型的转变。这两种类型的反应受温度和气体溶解组分的影响不大。吸附剂经超声波处理后,改善了其在介质中的分散性,吸附效率因此普遍提高,但也造成了固体微粒难以分离的问题。经真空微波处理的凝胶对砷阴离子的吸附率优于另外两种吸附剂,去除率分别提高了53.18%和17.22%。其主要原因可能是凝胶中的水分子在微波辐射场作用下的高频振动,使其内部在干燥脱水过程中保持了较高的孔隙度;此外,吸附剂的表面活性在微波处理过程中亦有可能得到了改善。     

氧化锰、氧化铁、氧化铝对砷(Ⅲ)的吸附行为研究

合成了氧化锰、氧化铁、氧化铝三种矿物,以氧化铁、氧化锰为吸附剂研究了pH值、离子强度和时间等因素对吸附As(Ⅲ)的影响,并讨论了氧化锰、氧化铁、氧化铝三种矿物对As(Ⅲ)的饱和吸附容量及等温吸附实验。pH值对氧化锰吸附As(Ⅲ)几乎不影响,对氧化铁吸附As(Ⅲ)在很大的范围内(pH为3.5~8.5)影响不大,离子强度对二者吸附As(Ⅲ)的影响不大,吸附反应在0.5 h左右达到吸附平衡。在优化吸附条件下氧化锰、氧化铁、氧化铝对As(Ⅲ)的饱和吸附容量分别为48.38 mg/g、23.70 mg/g、3.52mg/g,三种合成矿物对As(Ⅲ)的饱和吸附容量:氧化锰氧化铁氧化铝。对实验数据进行Freundlich和Langmuir拟合,相关系数R均在0.98以上,吸附动力学符合Lagergren二级速率方程。     

埃洛石对阳离子型和阴离子型染料的吸附研究

为研究不同产地埃洛石对阴、阳离子型染料的吸附性能差异,以产自山西临汾、四川广元、湖北丹江口的天然管状埃洛石作为阳离子型染料亚甲基蓝,以及有机硅烷接枝改性的湖北埃洛石作为阴离子型染料酸性橙Ⅱ的吸附剂进行实验研究。结果表明,天然埃洛石带有负电荷,适合作为阳离子型染料亚甲基蓝的吸附剂,其最大吸附量约为90 mg/g,吸附符合准二级动力学模型。埃洛石的微结构(零电荷点pH、表面位密度、孔结构等)对其吸附性能产生直接制约作用。有机硅烷接枝改性将埃洛石表面电荷调控为正电荷,将其开发为阴离子型染料酸性橙Ⅱ的吸附剂(需调节溶液pH=2),其最大吸附量为80 mg/g。     

水介质中多金属海水矿瘤砷吸附的研究

本文详细报告了水介质中多金属海水矿瘤吸附砷（Ⅲ）和砷（Ⅴ）的研究结果。海水矿瘤的元素成分主要由铁、锰、硅（含有微量铝）、铜、钴和镍。海水矿瘤对砷（Ⅴ）的吸附取决于水介质的pH值，而砷（Ⅲ）的吸附不受水介质pH值的影响。砷吸附数据大体上符合兰米尔（Langmuir）等温线。砷（Ⅲ）和砷（Ⅴ）的动力学数据满足一种假定的二级动力学模型。海水矿瘤去除砷的效果取决于砷的初始浓度。当水介质中砷（Ⅲ）的初始浓度为0．34mg／L或砷（Ⅴ）的初始浓度为0．78mg／L时，海水矿瘤的最佳剂量为0．74mg／g。砷（Ⅲ）的吸附一般取决于离子环境。除PO4^3-以外，砷（Ⅲ）的吸附不受阴离子的影响，但受阳离子的影响显著。另一方面，砷（Ⅴ）的吸附受阴离子的影响显著，但不受阳离子的影响。试验结果表明，海水矿瘤吸附的砷（Ⅲ）主要为内部结核复合物，而吸附的砷（Ⅴ）为部分内部结核和部分外部结核复合物。当水介质的pH值为2-10时，吸附的砷（Ⅲ）和砷（Ⅴ）的解吸附较小。当水介质的pH值为6或更高时，海水矿瘤能被用于吸附地下水中的砷（Ⅲ）和砷（Ⅴ）物种。海水矿瘤被成功地用于去除采于印度西孟加拉邦的6种受砷污染地下水样中的砷（6种地下水样中砷的浓度范围为0．04-0．18mg／L）。     

累托石层孔材料处理含铬废水的研究

以累托石层孔材料为吸附剂、以FO2为添加剂对含铬电镀废水进行处理，并对其吸附性能做了初步的探讨，实验结果表明，在不改变原水pH值的条件下，吸附剂用量为2.5g/L，还原剂用量为0.5g/L，处理后水中残留铬浓度为0.2mg/L，远低于国标GB8978-1996一级排放标准，累托石吸附铬的反应符合Freundlich吸附经验式：lgQ=-1.9102 0.3545lgC。     

羟基氧化铁改性硅藻土对六价铬的吸附性能

利用羟基氧化铁对硅藻土进行改性制备复合吸附剂,然后用一次平衡法研究了复合吸附剂对水体中铬酸根的吸附性能。实验结果表明:pH值为1.0,废水中Cr(VI)质量浓度不大于100 mg/L,吸附剂用量为0.5 g,吸附平衡时间为30min左右时,对六价铬的去除率达85%。动力学研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附动力学可以利用拟二级动力学方程较好的描述。吸附平衡研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附既可以利用Langmuir模型又可以利用Freundlich模型加以描述,这可能是由于复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附既有单层吸附又有多层吸附。     

Fe/Al交联改性膨润土(MB)对偶氮染料的脱色研究

以铁铝双金属离子低聚物为交联剂,制备了Fe/Al交联改性膨润土(MB),用于处理含偶氮染料的废水。通过改变吸附时间、pH和甲基橙废水浓度及掺加共存无机阴离子等因素,研究了MB对甲基橙的脱色效果。结果表明,改性后的膨润土吸附能力显著增强,对甲基橙有较好的吸附脱色性能。当材料用量0.0200 g,处理甲基橙废水20 mL,废水pH值小于4,处理时间2 h,甲基橙的脱色率可达95%。其吸附甲基橙的过程符合Fre-undlich等温吸附模式,对甲基橙的最大饱和吸附容量为384 mg/g。我国膨润土储量大、价格低,以Fe/Al交联剂为改性剂对天然膨润土进行了改性,得到的MB材料是一类很好的环境友好型吸附剂。     

高岭土吸附剂去除含锰废水中锰离子的实验研究

高岭土吸附剂处理含锰废水中锰离子的实验表明:高岭土的最佳粒度为0.177 mm,pH值控制在7.5～ 8.5间,常温搅拌30 min,吸附剂与水量比为12 g∶1 L,对锰离子质量浓度为100 mg/L的废水的处理效果最好,使锰离子质量浓度由100 mg/L降至0.1 mg/L,锰离子的去除率超过90%,达到GB8978-1996工业废水排放的一级标准.高岭土对锰离子吸附的等温吸附曲线符合Freundlich模型,其吸附机理主要是吸附作用和沉淀作用.     

北方典型内陆盆地高砷地下水的水化学特征及处理技术

我国高砷地下水分布广泛,是受砷污染最严重的地区之一,严重危害居民身体健康,开发经济、高效、环境友好的高砷地下水修复治理技术极具必要性。以大同盆地、呼包平原、河套平原和银川平原为代表性研究区域,归纳总结了北方干旱、半干旱地区典型高砷地下水区水化学特征。通常情况下,高砷地下水的pH值较高,共存阴离子(HCO^-3、SO^2-₄和Cl^-)浓度较大,溶解性有机碳含量较高,并且As(Ⅲ)为主要砷形态。开展了针对北方典型高砷地下水特定水化学环境特点(如pH值、共存阴阳离子以及溶解性有机物等)的改性天然菱铁矿除砷性能研究。结果表明,改性天然菱铁矿对溶液pH值具有良好的缓冲能力,其除砷性能基本不受pH值、共存阴离子、Ca/Mg阳离子及以腐殖酸为代表的溶解性有机物等典型高砷地下水水化学特征因素的影响,表明吸附剂对砷具有良好的吸附选择性。另外,改性天然菱铁矿对As(Ⅲ)的去除效果优于对As(V)的去除效果,因此,利用改性天然菱铁矿作为反应介质材料,将其应用于处理主要以As(Ⅲ)形式存在的高砷地下水具备良好的发展前景。     

Absorption of Arsenite on Several Iron （Hydro-）Oxides and Impact from Pre-processing Methods

The absorption reactions of arsenite on Fe （hydro-）oxides are studied. The three absorbent types are Fe（OH）3 gel and two Fe （hydro-）oxides, in which the Fe（OH）3 gel was dried in a microwave oven under vacuum at 80℃. It is found that pH changes from 9.71 to 10.36 in 6 minutes after the Fe （OH）3 gel was mixed with NaAsO2 solution, as the arsenite replaces the OH- in goethite and Fe（OH）3. At the 40th minute after the start of the reaction, pH decreases, which is most probably because that the monodentate surface complex of absorbed arsenite has changed into mononuclear-bidentate complex and released proton. The decline in pH values indicates not the end of the absorption but a change in the reaction type. Temperature and dissolved gas has little effect on these two types of reactions. The total absorption of arsenite increases after the absorbent is irradiated with ultrasound, which also lead to difficulty in separating the solids from solution. The absorption capacity for arsenite of Fe（OH）3 gel dried in a microwave oven under vacuum is 53.18% and 17.22% respectively better than that of Fe （OH）3 gel and gel dried at 80℃. The possible reasons are that the water molecules in the gel vibrates with high frequency under the effect of microwave irradiation, thereby producing higher porosity and improved surface activity.     

焙烧水滑石吸附脱除水中硫酸根离子的研究

利用焙烧水滑石对水中硫酸根离子进行吸附性能研究,考查了初始pH值、吸附时间、吸附剂用量等条件对吸附的影响。结果表明,焙烧水滑石对水中硫酸根离子具有良好的吸附能力。X射线衍射分析结果表明,水滑石及其焙烧产物对硫酸根的吸附机理不同。pH值对吸附的影响较大,pH值较低时吸附效果较好。吸附平衡符合Langmuir方程,室温下饱和吸附量为32.895 mg/g。     

水滑石对水溶性染料活性深蓝ST-2GLN脱色性能研究

研究了水滑石(LDH)及其焙烧产物(LDO)吸附脱除水溶液中活性深蓝ST-2GLN的性能。考察了pH值、吸附剂投加量、时间等因素对吸附的影响。结果表明:LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN染料具有良好的脱除效果,室温下,1 g/L的LDH和0.5 g/L的LDO对浓度为100 mg/L的染料的脱色率分别达到96.11%和98.58%。pH值是影响吸附能力的关键因素,吸附剂对溶液pH值有一定缓冲作用。LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN吸附结果均符合Langmuir吸附等温式。饱和吸附后的LDH用高温热解法再生,再生产物吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

纳米铁对地下水中As(III)的吸附动力学

实验室合成制得的纳米铁BET比表面积为49.16 m2/g, 直径范围为20~40 nm.通过批实验考察纳米铁对As(Ⅲ)吸附动力学情况.结果表明, 在20℃、pH为7时, 纳米铁能够快速地去除As(Ⅲ), 在60 min内, 0.1 g纳米铁对起始浓度为910 μg/L溶液As(Ⅲ)去除率大于99%.反应遵循准一级反应动力学方程, 标准化后的As(Ⅲ)速率常数k_SA为2.6 mL/(m2·min).纳米铁对As(Ⅲ)的吸附等温曲线能够很好地满足Langmuir和Freundlich方程, 相关系数R2＞0.95, 由Langmuir模型获得单层纳米铁的最大吸附量为76.3 mg/g.0.1 mol/L NaOH对吸附在纳米零价铁(NZVI)的As(Ⅲ)解吸率为21%.在竞争阴离子中, SiO₃2-和H₂PO₄-对As(Ⅲ)的去除有明显阻碍作用, 而其他离子基本上没有影响.纳米铁对As(Ⅲ)的去除机理主要是吸附和共沉淀.      

尾矿酸浸液制备氢氧化铁过程中施威特曼石的形成与转变

尾矿酸浸液在制备氢氧化铁的过程中,由于逐渐滴加碱液正好形成了pH值为2.8～3.8的高SO2-4、高Fe环境,因而生成了施威特曼石.施威特曼石是一种亚稳定矿物,随着时间的延长和体系状态改变,它可以转变为更稳定的针铁矿(氢氧化铁).考查了pH值、温度及时间对施威特曼石相转变的影响.结果表明,在60℃条件下,在pH值为12的碱溶液中转化36 h,施威特曼石可完全转变为Fe(OH)3.     

Arsenite removal from water by electro-coagulation on zinc–zinc and copper–copper electrodes

Removal of arsenite from aqueous solution was carried out using electro-coagulation method. The experiments were conducted using copper–copper and zinc–zinc electrodes. The optimized experimental parameters were 2.0 mg/L initial concentration, 16.0-min processing time, 6.0 pH, 3.0-V applied voltage and 30 °C temperature for zinc–zinc electrodes while these values for copper–copper electrodes were 2.0 mg/L initial concentration, 20.0-min processing time, 7.0 pH, 5.0-V applied voltage and 30 °C temperature. The results demonstrated that zinc–zinc and copper–copper electrodes removed arsenite up to 99.89 and 99.56 %, respectively. The treated water was clear, colorless and odorless without any secondary contamination. There was no change in water quality after the removal of arsenite. The reported method is capable to remove arsenite from water at 6–7 pH range, which is a pH range of natural water. Therefore, this method may be the choice of arsenite removal from natural ground water.     

Preparation of Mg/Al Layered Double Hydroxides by Buffer Solution Method and Cr（Ⅵ） Adsorption Characteristics

利用氨水-氯化铵体系在pH 9～10时具有缓冲能力的特点,以其作为沉淀剂成功合成了镁铝水滑石（Mg3Al-Cl-LDHs）,采用XRD、FT-IR、TG-DTA等手段对材料结构进行表征,并测试了合成Mg3Al-Cl-LDHs样品对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能。研究结果表明,缓冲溶液法制备的Mg3Al-Cl-LDHs材料晶相单一,晶面生长的有序程度较高,结晶度较好。晶胞参数a=0.3106 nm,c=2.367 nm,粒子尺寸约为36.44 nm。其热分解过程包括水滑石层间结构水脱除和层板羟基脱水、氯离子分解两个步骤。Mg3Al-Cl-LDHs对Cr（Ⅵ）的吸附主要发生在0～1 h内,随着时间的增长吸附量先增加后趋于平缓;温度对Cr（Ⅵ）吸附量影响不大,在常温下即可进行;随着pH值的减小,饱和吸附量先增大后减小,在pH 6时吸附效果较好;2价与3价竞争阴离子比1价阴离子对吸附性能的影响更大。在最佳吸附条件下,Mg3Al-Cl-LDHs对Cr（Ⅵ）的饱和吸附量可达58.73 mg/g,有望应用于实际Cr（Ⅵ）废水处理。     

On the cathodic reaction coupled with the oxidation of xanthates at the pyrite/aqueous solution interface

The adsorption of ethyl, propyl and butyl xanthates on pyrite has been studied through electrokinetics, batch adsorption tests, and quantification of Fe²⁺ ions in solution. Adsorption isotherms for the three alkyl xanthates indicate that their adsorption to dixanthogen produces Fe²⁺ ions in solution and decreases the pyrite zeta potential negatively. It seems that the oxidation reaction of xanthates to dixanthogen on pyrite is coupled with the reduction reaction of surface-ferric hydroxide to ferrous ions, leading to the dissolution of hydrophilic ferric hydroxide and growth of hydrophobic dixanthogen on the surface of pyrite. Flotation of pyrite is presented as a function of pH using various ethyl xanthate concentrations. The floatability results are explained in terms of the surface coverage relationship between ferric hydroxide and dixanthogen, which is pH dependent.     

改性膨润土去除水溶液中Cr^6＋的性能研究

文章研究了pH值、改性剂用量和改性时间对聚合氯化铝改性膨润土去除水溶液中Cr^6＋效率的影响。实验结果表明：（1）在不同pH值条件下改性得到的聚合氯化铝改性膨润土对水溶液中Cr^6＋的去除效果明显不同。在80℃反应5 h制得的聚合氯化铝改性膨润土,在pH值=7的中性条件下改性得到的改性膨润土对水溶液中Cr^6＋（取0.5g聚合氯化铝改性膨润土处理5mg/L重铬酸钾溶液100ml）的去除率达到最大值（98.35%）。（2）改性剂用量对聚合氯化铝改性膨润土去除水溶液中Cr^6＋影响很大。当pH值=7,在80℃反应5 h的条件下改性膨润土,改性剂聚合氯化铝选用13mmol/g膨润土为宜。（3）改性时间对聚合氯化铝改性信阳膨润土去除Cr^6＋有一定的影响。当改性剂的用量为15mmol/g,pH值=9,反应温度为80℃条件下,最佳改性反应时间是4 h。     

凹凸棒石与Ni2+的长期吸附作用

以Ni2+为例研究了凹凸棒石与重金属离子长期作用过程,探讨了重金属离子在凹凸棒石上的吸附反应动力学,并运用高分辨透射电镜揭示了凹凸棒石与重金属离子互相作用引起重金属离子水解沉淀、形成氢氧化物或层状双氢氧化物次生物相的现象.实验表明,凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中,随着时间的延长溶液的pH值逐渐升高,Ni2+浓度逐渐降低,并且长期作用后悬浮液的pH值和重金属离子浓度受到固/液比控制.Ni2+在凹凸棒石和水两相中的分配在长达40 d的时间内都没有达到完全平衡,表明凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中存在凹凸棒石与重金属离子长期互相作用.凹凸棒石与Ni2+长期作用Ni2+浓度变化可以用抛物线扩散方程、双常数方程、一级扩散方程、Elovich方程较好地拟合.凹凸棒石与重金属的长期作用反应机制可能是由于凹凸棒石纳米效应和反应活性,表面缓慢水化导致含重金属离子溶液pH值缓慢升高,诱导了Ni2+在凹凸棒石表面沉淀,在凹凸棒石表面形成了氢氧化物或层状双氢氧化物.