Zn/Cr-LDH对水中As(Ⅴ)的吸附特性研究

摘要

砷(As)是一种类金属元素,但因其行为与来源都与重金属相似,常被列为重金属来研究.水体砷污染的治理方法主要有物理法、化学法和生物法等,其中化学吸附剂吸附是目前最为常用的水中除砷方法.层状金属氢氧化物(LDH)是目前已知的唯一一种带正电荷层的无机材料,可用作催化剂、催化剂载体、药物和基因的携带者及缓释控制系统等领域.在水处理中,LDH因其原材料丰富而廉价、合成方法简便易行、结构特殊、有优良的吸附能力而受到关注.本实验基于吸附法除砷与LDH离子交换法等理论基础，采用恒pH共沉淀法合成Zn/Cr二元LDH来研究去除废水中五价砷As(V)的可行性。探讨了Zn/Cr比、pH、温度等因素对LDH去除As(V)的影响，并结合等温吸附模型、XRD、FTIR等对其去除机理进行初步研究，为新型砷吸附材料的开发提供参考依据。研究结果表明，同等pH下，Zn/Cr摩尔比为2：1的条件下合成的Zn-Cr-LDH对溶液中As(V)的吸附效果最佳，在初始As(V)浓度为200mg/L，初始pH为8，温度为25℃的条件下，其对As(V)的吸附量为76mg/g。温度对Zn-Cr-LDH对As(V)吸附影响较小，在As(V)初始浓度为200mg/L，pH8时，在15-45℃条件下，其对As(V)的吸附量均达到80mg/g以上，在35℃时吸附量最大达到102mg/g。吸附过程中材料稳定，在pH3-12范围内，Zn/Cr-LDH中Cr的溶出浓度均符合电镀污染物排放标准(GB21900-2008)的排放要求.