磁性片状nZVI-Fe_(3)O_(4)对Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)去除机理研究

作     者：韦书贤 李灿华 马文青 章蓝月 李家茂 冒爱琴 何川 李明晖 朱伟长 Shuxian WEI;Canhua LI;Wenqing MA;Lanyue ZHANG;Jiamao LI;Aiqin MAO;Chuan HE;Minghui LI;Weichang ZHU

作者机构：安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 马鞍山市安工大智能装备技术研究院有限公司安徽马鞍山243002 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第3期

页      面：346-359页

核心收录：

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：安徽省中央引导地方科技发展专项(编号:202107d06050012) 安徽高校研究生科学研究项目(编号:YJS202110333) 

主　　题：纳米零价铁 材料改性 重金属污染 铅离子 锌离子 

摘      要：针对日益严重的水体重金属污染问题,本实验采用歧化反应制备具有裂隙结构的新型磁性片状纳米零价铁-四氧化三铁(nZVI-Fe_(3)O_(4)),通过多种表征手段对材料的物理化学性质和结构进行了表征,并研究pH、温度、重金属离子溶液初始浓度对nZVI-Fe_(3)O_(4)去除Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)效率的影响。实验结果显示,nZVI-Fe_(3)O_(4)对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的去除在60 min左右达到平衡状态。在p H值为6、温度为25℃、投加量为1 g/L的条件下,nZVI-Fe_(3)O_(4)可在5~30 min内将10 mg/L模拟废水中Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)降至痕量级别。随着溶液p H值降低,n ZVI-Fe_(3)O_(4)对Pb(Ⅱ)的吸附效率下降。研究结果表明,nZVI-Fe_(3)O_(4)的去除过程符合Langmuir模型,是一种化学吸附过程。Zn(Ⅱ)的最大吸附量为13.52 mg/g,Pb(Ⅱ)的最大吸附量为26.50 mg/g。热力学研究表明,去除过程是自发吸附的。nZVI-Fe_(3)O_(4)主要通过吸附-共沉淀的方式富集Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)。nZVI-Fe_(3)O_(4)可以通过外加磁场进行回收,在废水处理中去除Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)方面,具有良好应用前景。