论文部分内容阅读
在可以规模化处理重金属离子废水的工艺应用中,吸附法简单易行,适用于中、低浓度重金属废水的深度净化,而材料(吸附剂)的吸附效能(吸附容量、吸附速率、捕收率和性价比)是制约其应用的关键因素。具有多孔结构、大比表面积和丰富表面官能团的材料,是优异的重金属吸附材料,其中纳米结构材料是表面活性官能团最为丰富的材料,尤其是有序纳米结构材料,可显著提高材料的比表面积,一直是吸附剂的研究热点。硅藻土是一种具有天然微孔结构的无机矿物材料,主要成份为非晶态二氧化硅,并具有良好的化学稳定性和吸附特性。电化学电解活化是提高重金属离子吸附效率最佳途径。本文以硅藻土为基核,通过引入偏铝酸钠溶胶,在硅藻土表面沉积制备钠基沸石,硅藻土复合吸附剂的比表面积由原土的22m2/g提高至100m2/g;采用该吸附剂与电化学联合工艺对含铊(Tl)废水进行了深度净化。在最佳工艺条件下:电解活化条件(电流为5A,电压为50V、电解液pH为4.5、电解时间为8min),吸附条件(上清液pH为8.5,吸附剂用量为0.6mg/L,吸附时间30min,体系搅拌速度110r/min),采用二次电解活化、三次吸附工艺,可将污水中Tl从9.45mg/L(9.45ppm)降至0.001mg/L(1ppb),去除率达99.98%。以FeCl3为铁源、以((NH2)2CO)为沉淀剂,采用沉降沉积法,在硅藻土藻盘上制备了α-Fe2O3纳米线,并进行了As(Ⅲ)、As(Ⅴ)吸附性能研究。在FeCl3浓度为8%、溶液pH为4.5、反应温度为40℃、反应时间35h条件下,沉积于硅藻盘α-Fe2O3纳米线,直径为10-15nm、长为250-300nm,比表面积为140m2/g。对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)吸附研究结果表明:吸附剂用量、吸附时间、吸附温度是影响As(Ⅲ)、As(Ⅴ)去除率的重要因素;pH值和As(Ⅲ)、As(Ⅴ)初始浓度是影响As(Ⅲ)、As(Ⅴ)去除率的关键因素。当初始浓度为10mg/g,pH值为3.5时,As(Ⅲ)、As(Ⅴ)去除率分别为99.98%和100%。该吸附剂对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)最大吸附量分别为60.65mg/g、81.16mg/g。分别采用XRD、SEM、TEM和BET等技术,对硅藻土钠基沸石样品与硅藻土α-Fe2O3纳米线样品进行了表征;采用FTIR和XPS技术对硅藻土α-Fe2O3纳米线吸附前后样品进行测试分析,对As (Ⅲ)、As (Ⅴ)吸附,前期以物理吸附为主,后期以化学吸附为主。