水热法合成除砷复合粉体材料的研究

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1、水热法合成除砷复合粉体材料的研究摘要砷对水的污染是全球性的问题。近年来，据来自孟加拉国，越南，台湾，和美国的报道指出：砷已经造成大量的天然的水资源的污染。存在于天然水资源中的无机砷是一种致癌物质。所以，从废水和污染的饮用水中除砷是重要且迫切的。迄今为止，多种除砷技术用于除砷工业，而吸附技术以其简单易行，再生性和容易操作的特性应用的越来越广泛。其中，利用活性碳吸附水中的As(111)和As(V)，但碳对As(III)和As(V)吸附效率比较低。在本研究中，利用铁包裹水热处理过的废玻璃粉合成的复合吸附剂，工艺过程简单，成本低，除As(V)效率高。合成吸附剂的过程利用了化学反应

2、和热处理过程来完成，技术要点是使吸附剂表面形成无定型的FeOOH，最’后形成Fe．Si结合的表面配合物，氧化铁和玻璃粉表面通过Fe．Si键相结合。在本文中首先对水热处理玻璃粉的工艺过程进行了研究，处理的玻璃粉表面的表面形貌和吸附性能做了详细的论述。确定了最佳的水热处理工艺。其次，对无定型氧化铁包裹玻璃粉合成吸附剂的工艺过程进行了研究。经研究证明，Fe"溶液的pH值是影响合成吸附剂的最主要因素，同时合成温度和时间，加热方式对合成吸附剂也有一定的影响。确定了合成吸附剂的最佳工艺条件。在本文中对吸附剂表面做SEM测试并且对吸附机理做了详细论述。吸附剂对除去水中As(v)是有效的

3、，合成的复合吸附剂除砷能力要高于单纯的FeOOH和玻璃粉。除砷是通过分子间力的物理吸附和化学吸附来完成的．经实验证明：影响除砷效率的因素有溶液fl勺pH值，吸附时间，确定了最佳吸附工艺条件。水热处理玻璃粉有利于合成具有高表面吸附能力的吸附剂。利用水热处理过的玻璃粉在FeCl3溶液中合成吸附剂。水解的沉淀物质包裹在水热处理过的玻璃粉表面。结果表明：O．1MFeCl3溶液，pH范围在1．5—2．4，温度为700C水浴2小时合成吸附剂，其吸附性能满足除As(V)的需要。合成吸附剂的量随反应温度的提高和反应时间的增加而增加。除As(v)最佳的工艺条件为：pH值在5—7范围内温度4

4、0条件下交换吸附2小时。因此，利用水热处理过的废玻璃粉表面包裹铁合成吸附荆，除饮用水中As(v)的方法是适合环境发展且用于饮用水处理工业是可行的。关键词：除砷，氧化铁，水热处理，吸附率THERESEARCHoFCoMPOSITEMATIRIALFoRARSENlCREMOVALBYHYDROTHERAMALSYTHESISABSTRACTArseniccontaminationinaqueoussystemisaglobalproblem．RecentlyreportsfromBangladesh，Vietnam，Taiwan，IndiaandthewesternUnit

5、edStatesindicatedthatmanyofthenaturalwaterresourceshavebeencontaminatedbyarsenic．Arsenicisacancercausingsubstancethatispredominantlypresentasinorganicspeciesinnaturalwatersystem．Therefore，itisurgentandimportanttoremovearsenicanditscompoundsfromwastewaterandcontaminateddrinkingwater．Thusfa

6、r,manytechnologiesforarsenicremovalfromaqueoussystemhavebeendeveloped，andadsorptiontechniqueisbecomingmoreandmorepopularbecauseofitssimplicity，regenerationandfreeoperation．Inpreviousstudies，someactivatedcarbonswereusedforAs(III)andAs(V)removalfromwater．However，itisfoundthatthecarbonswerem

7、uchlesseffectivetoremove●arsenic．Aneffectiveadsorbentforarsenicremovalfromaqueoussystemwassynthesizedbyloadingiron(III)-oxideonhydrothermaltreatedwasteglasspowder．Theloadingwasaccomplishedviachemicalprocessesandthermalcoatingtechnique．Thekeypointofthetechniquewasgen