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沸石负载纳米零价铁去除水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的研究

张心怡 龚斌 薛浩天 李庆旭 赵颖 孟晓光

张心怡, 龚斌, 薛浩天, 李庆旭, 赵颖, 孟晓光. 沸石负载纳米零价铁去除水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的研究[J]. 环境科学研究.
引用本文: 张心怡, 龚斌, 薛浩天, 李庆旭, 赵颖, 孟晓光. 沸石负载纳米零价铁去除水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的研究[J]. 环境科学研究.
Removal of Sb(Ⅲ) and Sb(Ⅴ) in Water by Zeolite-supported Nanoscale Zero-Valent Iron[J]. Research of Environmental Sciences.
Citation: Removal of Sb(Ⅲ) and Sb(Ⅴ) in Water by Zeolite-supported Nanoscale Zero-Valent Iron[J]. Research of Environmental Sciences.

沸石负载纳米零价铁去除水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的研究

Removal of Sb(Ⅲ) and Sb(Ⅴ) in Water by Zeolite-supported Nanoscale Zero-Valent Iron

  • 摘要: 锑矿开采和含锑化合物的应用在一定程度上造成环境锑污染的加重,对人体健康和生态系统带来风险,为缓解这一现象,采用液相还原负载的方式制备沸石负载纳米零价铁(Z-ZVI)复合材料,探究其对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除效果;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对反应前后复合材料进行表征,并探究不同材料配比、溶液初始pH及无机阴离子对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附效率的影响. 结果表明:①沸石负载后的纳米零价铁具有较高的比表面积(54.54 m2/g)和反应活性,能够有效吸附、还原高价锑. ②在pH=7、1.0 g/L Z-ZVI的条件下,反应4 h对20 mg/L Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附率分别达到88%和62%,吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型. ③Sb(Ⅲ)的去除率受pH变化的影响不大,但Sb(Ⅴ)的去除率随初始pH的升高而下降,溶液反应终点pH相比初始pH均有所上升. ④XRD和XPS表征发现,Sb的去除过程中同时存在吸附和还原作用,Fe0氧化过程中伴随着高价锑的还原,最终生成含锑铁氧化物固定锑. ⑤在较低锑污染模拟地下水吸附和脱附试验中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除率可达到96%,吸附后锑浓度可降至0.01 mg/L,且脱附量远小于吸附量. 研究显示,Z-ZVI材料能够有效去除污染水体中的Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ),对实际地下水修复应用具有一定参考价值.

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-17
  • 录用日期:  2022-09-24
  • 修回日期:  2022-09-24
  • 网络出版日期:  2022-09-30

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