铁氧化物/活性炭对饮用水中Sb(V)的吸附性能及机理

作     者：胡墨浓 吴慧英 谢靖 陈培清 HU Monong;WU Huiying;XIE Jing;CHEN Peiqing

作者机构：湖南大学土木工程学院长沙410000 益阳市自来水有限公司益阳413000 

出 版 物：《环境工程学报》 (Chinese Journal of Environmental Engineering)

年 卷 期：2023年第17卷第2期

页      面：368-379页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：湖南创新型省份建设专项经费资助项目(2019SK2281) 

主　　题：铁氧化合物 活性炭 吸附 除锑 

摘      要：采用液相沉积法制备了铁氧化物/活性炭复合材料(Fe_(2)O_(3)@AC),通过单因素实验和正交实验优化了材料的制备条件,使用SEM、FTIR、XRD、XPS等分析方法对材料的形貌和性质进行了表征分析,通过吸附实验探究了Fe_(2)O_(3)@AC吸附除锑的效果及影响因素,并进一步对吸附除锑的机理进行了深入探讨。结果表明:最佳制备条件为纯水:乙醇:=4:1,Fe^(2+):Fe^(3+)=1:1,总铁浓度为0.594 mol·L^(-1),制备液pH=1.88。Fe_(2)O_(3)@AC吸附除锑的能力较其他金属基材料和活性炭有明显提高,锑原水质量浓度为38μg·L^(-1),Fe_(2)O_(3)@AC投加量为0.08 g·L^(-1),吸附平衡后水中锑的去除率达97%,剩余锑质量浓度为1.06μg·L^(-1),满足国家饮用水卫生标准要求。微观表征显示铁氧化物颗粒成功负载于活性炭上,且铁氧化物晶体的结构完好。吸附反应符合准二级动力学和Langmuir等温模型,吸附反应以单层化学吸附为主,吸附类型为液膜扩散,颗粒内扩散,质量扩散的叠加形式。吸附方式为共沉淀,及溶解态锑与固相铁氧化物形成络合物,参与反应的官能团为—OH、—COOH、—Fe—OH、—Fe—O—Fe。