水热法合成除砷复合粉体材料的研究

摘要

砷对水的污染是全球性的问题。近年来，据来自孟加拉国，越南，台湾，和美国的报道指出：砷已经造成大量的天然的水资源的污染。存在于天然水资源中的无机砷是一种致癌物质。所以，从废水和污染的饮用水中除砷是重要且迫切的。迄今为止，多种除砷技术用于除砷工业，而吸附技术以其简单易行，再生性和容易操作的特性应用的越来越广泛。其中，利用活性碳吸附水中的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)，但碳对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)吸附效率比较低。 在本研究中，利用铁包裹水热处理过的废玻璃粉合成的复合吸附剂，工艺过程简单，成本低，除As(Ⅴ)效率高。合成吸附剂的过程利用了化学反应和热处理过程来完成，技术要点是使吸附剂表面形成无定型的FeOOH，最后形成Fe-Si结合的表面配合物，氧化铁和玻璃粉表面通过Fe-Si键相结合。 在本文中首先对水热处理玻璃粉的工艺过程进行了研究，处理的玻璃粉表面的表面形貌和吸附性能做了详细的论述。确定了最佳的水热处理工艺。 其次，对无定型氧化铁包裹玻璃粉合成吸附剂的工艺过程进行了研究。经研究证明，Fe3+溶液的pH值是影响合成吸附剂的最主要因素，同时合成温度和时间，加热方式对合成吸附剂也有一定的影响。确定了合成吸附剂的最佳工艺条件。 在本文中对吸附剂表面做SEM测试并且对吸附机理做了详细论述。吸附剂对除去水中As(Ⅴ)是有效的，合成的复合吸附剂除砷能力要高于单纯的FeOOH和玻璃粉。除砷是通过分子间力的物理吸附和化学吸附来完成的。经实验证明：影响除砷效率的因素有溶液的pH值，吸附时间，确定了最佳吸附工艺条件。 水热处理玻璃粉有利于合成具有高表面吸附能力的吸附剂。利用水热处理过的玻璃粉在FeCl3溶液中合成吸附剂。水解的沉淀物质包裹在水热处理过的玻璃粉表面。结果表明：0.1MFeCl3溶液，pH范围在1.5-2.4，温度为70℃水浴2小时合成吸附剂，其吸附性能满足除As(Ⅴ)的需要。合成吸附剂的量随反应温度的提高和反应时间的增加而增加。 除As(Ⅴ)最佳的工艺条件为：pH值在5-7范围内温度40条件下交换吸附2小时。 因此，利用水热处理过的废玻璃粉表面包裹铁合成吸附剂，除饮用水中As(Ⅴ)的方法是适合环境发展且用于饮用水处理工业是可行的。

目录

文摘

英文文摘

前言

1综述

2实验

3实验结果和讨论

4结论

致谢

参考文献

附录

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