改性介孔分子篩吸附砷的研究

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1、改性介孔分子篩吸附砷的研究彭長(zhǎng)宏，余芳，鄧松，黃虹(中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083)摘要：采用靜態(tài)和吸附法研究改性介孔分子篩吸附砷的動(dòng)力學(xué)，吸附時(shí)間、pH值和吸附溫度等對(duì)其吸附性能的影響，并初步探索了改性介孔分子篩吸附砷的機(jī)理。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，砷的吸附平衡時(shí)間為180min，吸附行為符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，最優(yōu)pH值和吸附溫度分別為3.0和25℃，此條件下的平衡吸附容量為8.500mg/g。FT-IR圖譜等的測(cè)試結(jié)果表明，改性介孔分子篩對(duì)砷的去除存在化學(xué)配合和表面吸附。關(guān)鍵詞：改性吸附

2、劑，介孔分子篩；吸附；砷中圖分類號(hào)：O647.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AStudyonarsenicadsorptionbymodified-mesoporous-molecular-sievePENGChang-hong,YUFang,DENGSong,HUANGHong(SchoolofMetallurgicalScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Theadsorptionpropertiesfro

3、marsenicsolutionbymodified-mesoporous-molecular-sieve(MMMS)wereinvestigatedusingstaticanddynamicadsorptionexperimentsrespectively.TheresultsofstaticadsorptionexperimentshowedthattheadsorptionrateofarsenicismainlydeterminedbycontactingtimepHvalueandtempera

4、ture,anditsadsorptionmechanismcanbedescribedbypseudo-firstorderkineticequation.Theequilibriumtimeofcontactwas180min,theoptimumpHofadsorptionwas3.0andthebesttemperaturewas25℃.Thestaticsaturatedadsorptioncapacityofarsenicwas8.500mg/gataboveoptimumconditions

5、.Theresultsofdynamicexperimentsshowthatthedynamicremovalefficiencyofarsenicisbetterthanthatofstaticexperiment,andthedynamicadsorptioncapacityofarsenicwas8.701mg/g.TheresultsofFT-IRspectraanalysisshowthatchemicalcomplexationandsurfaceadsorptionarecombinedi

6、ntheremovalprocessofarsenicbyMMMS.Keywords:modifiedabsorbent;mesoporousmolecularsieve;adsorption;arsenic;有色行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重的砷污染問(wèn)題，產(chǎn)生人畜中毒和死亡事故[1]。歐洲、美國(guó)及日本等西方國(guó)家實(shí)行飲用水的最高允許含砷質(zhì)量濃度為10μg/L[2]，我國(guó)目前規(guī)定的飲用水最高允許含砷質(zhì)量濃度為50μg/L[3]。所以，如何防治有色行業(yè)砷危害成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。普遍采用的有色含砷廢水處理方法是石灰

7、中和沉淀和硫化沉淀[4-7]。但含砷沉淀物的返溶和沉淀物處理是其無(wú)法解決的難題[8-10]。與其它方法相比，吸附法具有簡(jiǎn)單易行、處理量大、經(jīng)濟(jì)適用、耐環(huán)境沖擊及可實(shí)現(xiàn)零廢渣排放等優(yōu)點(diǎn)[11-12]?？捎玫奈絼┯谢钚凿X、活性炭、赤鐵礦與二氧化鈦等。本文以改性的介孔分子篩為吸附劑，采用靜態(tài)吸附法研究了其吸附砷的性能，考察了改性介孔分子篩吸附劑靜態(tài)脫附和再生吸附性能及其吸附劑對(duì)砷的重復(fù)使用效果，同時(shí)采用傅里葉紅外光譜測(cè)試(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)試、X射線衍射(XRD

8、)和BET等研究了改性介孔分子篩吸附劑吸附前后的結(jié)構(gòu)特征。1試驗(yàn)基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20977113)通信作者：彭長(zhǎng)宏(1966?)，男，湖南長(zhǎng)沙人，教授，從事新型吸附劑合成與應(yīng)用及鐵氧體材料；電話：0731-88836940；E-mail:peng9103@163.com11.1試劑與儀器主要試劑：改性介孔分子篩，按文獻(xiàn)[12]方法合成；其余試劑，如三氧化二砷、氫氧化鈉、酚酞、甲基橙、無(wú)水乙醇和鹽酸等均外購(gòu)，