Ti氧化物的制备及其吸附去除水中As(Ⅲ)的研究
Preparation of Ti Oxide Adsorbent and Its Adsorption Characteristics of As(Ⅲ)from Water
我国饮用水砷污染严重,吸附除砷法由于处理效率高、抗干扰能力强、成本低、吸附剂可以重复使用、对水体基本不会造成二次污染等优点而受到广泛的研究.本文利用实验室制备的几种钛氧化物进行了砷的吸附研究.研究了吸附反应时间、初始浓度、吸附剂投加量、温度、pH值、共存离子等对吸附除砷性能的影响.结果表明,35℃时TiO2(?)(?)Ti(OH)4对砷的吸附动力学,很好地符合Lagergren二级吸附速率方程(相关系数R2>0.99).Freundlich方程(?)(?)Langmuir方程均能较好的拟合Ti02和Ti(OH)4对As(Ⅲ)的吸附过程,但是Freundlich方程的拟合效果更好.Ti02和Ti(OH)4由Freundlich方程拟合得到的常数1/n都大于0.5,说明吸附过程容易发生.对Ti02(?)(?)Ti(OH)4通过Langmuir方程拟合得到的饱和吸附容量分别为7.78(?)(?)20.58mg/g.pH对As(Ⅲ)的吸附影响比较明显,TiO2在pH值为5左右时,反应速率系数最大为0.4182, Ti(OH)4在pH值为9左右时,反应速率系数最大为0.2291.Lagergren二级吸附动力学方程的拟合结果表明,在反应开始的300min内,Ti-Ca复合氧化物的吸附速率比Ti-Fe复合氧化物明显提高.Ti-Fe和Ti-Ca复合氧化物,对As(Ⅲ)的吸附都表现为初始阶段的快速吸附和后来的慢速吸附两个过程.在表面吸附达到饱和后,开始出现内部扩散.对TF、TM和Ti-Ca复合氧化物,通过Langmuir方程拟合得到的饱和吸附容量分别为60.61、38.76和74.07mg/g.随着温度的升高,吸附速率常数和吸附量都随之增大.当温度为40℃时,吸附速率常数能够达到10℃时的2倍,但是吸附量的增长比较微弱.由此说明,升高温度能够提高吸附的速率,但是对吸附的最终效果影响不大.PO43-对Ti-Fe和Ti-Ca复合氧化物吸附去除水中As(Ⅲ)有明显的抑制作用,其可能是因为:磷酸根和亚砷酸根具有很强的化学相似性,在溶液中二者具有相似的分子结构和去质子化常数.因此,磷酸根和亚砷酸根竞争Ti-Fe复合氧化物表面的吸附点位,从而使砷的去除率降低.水中常见其他离子对吸附的影响比较微弱.
- 作者：
- 李新
- 学位授予单位：
- 安徽建筑工业学院
- 专业名称：
- 市政工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 黄显怀；唐玉朝
- 中图分类号：
- TU991.2
- 关键词：
- 吸附；除砷；动力学；吸附等温线；离子影响
- adsorption； arsenic removal； kinetics； adsorption isotherm； ion effect