无定形氢氧化铁对砷和砷酸盐的吸附 2

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1、无定形氢氧化铁对砷和砷酸盐的吸附摘要：在25°C，溶液中离子的强度为0.01时，在砷酸和亚砷酸浓度范围是10-7~10-3M，其浓度对应的pH值范围为4~10时，测得吸附等温线。在低浓度范围内，这些等温线服从朗缪尔类型的方程。在高浓度范围内，这些吸附等温线是线性的，表明了在无定形氢氧化铁吸附剂中存在着不只一种类型的表面活性位点。在浓度范围内，无定形的氢氧化铁对砷酸盐和亚砷酸盐的去除取决于pH值。通过仔细的选择砷和无定形氢氧化铁的相对浓度以及pH值，实现的去除率为92%。前言在初始的砷酸和亚砷酸盐的浓度为10-5—10-

2、3M，pH值范围为6.0--7.5下，弗格森和安德森研究了氢氧化铁和氢氧化铝对砷酸盐和亚砷酸盐的吸附特征。他们得到了朗缪尔等温线。后来他们研究了无定形氢氧化铁吸附砷酸和亚砷酸盐，在初始的亚砷酸盐的浓度为10-3~10-4M，pH值范围为3.5-10.5下，同样得到朗缪尔等温线。当砷酸盐或亚砷酸盐被氧化铝与铝土矿吸附时，Gupta和Chen发现其符合朗缪尔方程，pH值范围是6.5到8.5,亚砷酸初始浓度为5到130um/L/L。Holm等人发现，在河流沉积物中砷的吸附不遵循吸附等温式，但是其线性依赖于亚砷酸的浓度。在初始

3、亚砷酸盐的浓度是10-5-10-4M下，没有提到关于pH值的单一等温线。在溶液中，由于表面金属原子的浓度和吸附完全不成比例，因此一些阴离子和阳离子有一个特定的亲和力。在离子和非离子结合的综合影响下的吸附被称为特定吸附,其甚至可能发生在表面被控制的时候。阴离子的特定吸附会降低等电点的pH值。等电电时的pH值的大幅度变化取决于特定的离子及其浓度,以及特定的固体表面。等电点的pH值在所有来源的固体表面电荷处是零。因此，在包括四个数量级的浓度和广泛pH值范围内，本文研究建立了砷和砷酸在am-Fe(OH)3上的定量吸附等温线。这

4、项工作不仅应该成为环境科学家的兴趣爱好，而且也应是关注水和废水处理的工程师以及关注养分利用的土壤科学家的兴趣爱好。实验部分无定形铁氢氧化物的制备可以通过将25mL1MNaOH添加到1.665g的分析纯的Fe2(S04)3中，然后用200mL去离子水溶解，悬浮液经过滤，用去离子水洗涤几次，稀释到200mL,最后的悬浮浓度为4.45g/L的Fe(OH)3。然后将烧瓶沉浸于超声波浴中5分钟。在pH为3的酸性草酸铵溶液和和1MHCI中,悬浮液是可溶的，这表明有很少或没有结晶物。这由X射线衍射所证实。一类新的悬浮物质是为每个实验

5、作准备的，使用这种方法可以获得可再生的特点。吸附研究在恒定浓度为0.00445g/L和离子强度为0.01的1MNaNO3的体系中进行，以NaAsO2和Na2HAO4.7H2O存在形式的亚砷酸的十种初始浓度分别为0.667、1.33、3.34、6.67、13.3、33.4、66.7、133、334、667um/L，8个为200mL的玻璃瓶在这十次研究中使用，于是将含有NaNO3，氢氧化铁、砷酸或亚砷酸盐和水的体系转移到Erlenmeyer烧瓶内。调整八瓶溶液的初始pH值到所需的最终平衡pH值为4和10之间。初始pH值的调

6、整使用1MHNO3或1MNaOH来给出相同的最终的pH值(00.1pH值单位)，该值为10瓶不同的砷酸或亚砷酸初始浓度中的任何一个。用磁力搅拌器不断混合在250mLErlenmeyer烧瓶内的悬浮液，混合时间24小时。在反应结束时，测量最终的pH值，用离心机分离10毫升的混合物，分析砷的上清液。使用Perkin-Elmer403型且配备了氘弧背景校正器、HGA2100石墨炉,无电极放电灯的原子吸收分光光度计来测定砷。标准物来自1000ppm砷原液的稀释,其来自初始的标准三氧化二砷。没有氢氧化铁下，进行了空白实验，目的是

7、明确亚砷酸盐吸附到瓶的器壁或是磁性搅拌子上。在砷酸或亚砷酸盐的初始浓度为0.667um/L和13.3um/L时，进行了动力学研究也，其目的是希望得到达到平衡的时间。在吸附实验中，除了3mL的部分，在0.05、0.5、1、2、4、8、16、24小时，同样的过程作为砷的去除分析。三个实验的进行涉及到的最终的砷酸的pH分别为4.0、6.1和9.8，亚砷酸的最终pH值分别为4.0，6.0和9.8。结果和讨论在测量的空气发生氧化之前，由于砷酸转换为亚砷酸盐需要几周的时间(在基体溶液中)。因此，在本文研究中，由于砷酸的存在，误差并

8、没有成为一个因素。同时，Gulens等人指出,尽管它在热力学上的认可，在铁(II1)和As(II1)之间的氧化还原反应和异构氧化没有被观察到。空白实验表明在吸附的磁瓶的器壁或是磁性搅拌子上没有检测到砷酸或亚砷酸盐。亚砷酸在无定形氢氧化铁上的吸附速度快，在最终pH值分别为4.0、6.0和9.8的每个体系中搅拌2h后，完成90%的吸附