原位生成二氧化錳對水中微量重金屬的去除效能與機制研究.pdf

1、近年來我國頻繁發(fā)生重金屬污染事件,地表水源的重金屬污染日趨嚴重。由于重金屬具有毒性,能夠產生生物富集并無法非生物降解,這使得水體的重金屬污染引起了人們的廣泛關注。常規(guī)水處理工藝不能有效去除水中重金屬離子,應用于工業(yè)含重金屬離子廢水的處理技術由于處理規(guī)模有限,在凈化飲用水源水質過程中并不適用,并且這些技術對水中微量重金屬離子的去除效能不高,出水水質難以滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)。吸附法被認為是去除水中重金屬離子最

2、有效的方法,緣于其具有適用濃度廣、操作簡單、易于規(guī)?；膬?yōu)點。但常用吸附劑對重金屬離子不具備高選擇性和高吸附效能,因此有必要尋找高效能的吸附劑。本實驗采用原位生成二氧化錳作為吸附劑,研究了其對重金屬離子吸附去除效能的影響,并對去除機制進行了初步討論。
　　本實驗選取不同種類的氧化劑和還原劑,以高錳酸鉀+硫酸錳、高錳酸鉀+氯化錳、高錳酸鉀+硫代硫酸鈉、次氯酸鈉+硫酸錳、次氯酸鈉+氯化錳五種方式原位生成二氧化錳,通過對重金屬離子去除效

3、能的對比以及表征分析,選取高錳酸鉀+硫酸錳為原位生成二氧化錳的最佳方式。
　　對原位生成二氧化錳去除水中重金屬離子進行效能分析,結果表明其吸附量明顯高于其他吸附劑,經Langmuir模型估算,對鉛(Ⅱ)、鎘(Ⅱ)、鎳(Ⅱ)、鋅(Ⅱ)、銅(Ⅱ)的最大吸附容量分別為625.00mg/g、138.66mg/g、104.21mg/g、81.60mg/g、240.49mg/g。原位生成二氧化錳對重金屬離子的吸附速度快,目標物的去除率隨二氧化

4、錳投量和溶液pH的升高而顯著增加。水溶液中存在的鎂離子對去除效能基本沒有影響,鈣離子的存在能在有限程度內降低二氧化錳對重金屬離子的吸附效率。氯離子、硝酸根、硫酸根對吸附效能不產生明顯影響,碳酸根、磷酸根、硅酸根、硼酸根的存在可以有效促進二氧化錳對重金屬離子的去除。不同種類的重金屬離子與原位生成二氧化錳的親和力不同,二氧化錳對鉛(Ⅱ)具有遠高于其他重金屬離子的優(yōu)先選擇性。在實際水體中,原位生成二氧化錳能夠有效去除微量重金屬離子,在突發(fā)性污

5、染事件中,具有極大的應用潛力。
　　X射線衍射表征結果顯示,原位生成二氧化錳中可能存在二氧化錳晶體,表明其對重金屬離子的去除是吸附和共沉淀共同作用的結果。傅立葉紅外吸收光譜對比表明,原位生成二氧化錳吸附重金屬離子后,Mn-O特征吸收峰產生了偏移,可能有Pb-O、Cd-O、Ni-O、Zn-O、Cu-O生成,其來源是內球表面絡合物的生成或重金屬離子對錳產生的置換。X射線電子能譜表明,重金屬離子被原位生成二氧化錳吸附后,特征峰出現(xiàn)偏移,