沸石负载纳米零价铁去除水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的研究

编号：FTJS09630

篇名：沸石负载纳米零价铁去除水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的研究

作者：张心怡 龚斌 薛浩天 李庆旭 赵颖 孟晓光

关键词： 纳米零价铁(nZVI) 沸石 锑

机构： 中国环境科学研究院

摘要： 锑矿开采和含锑化合物的应用在一定程度上会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(Z-ZVI)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.(3)Sb(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.(4)XRD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.