【摘 要】
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钼是一种重要的资源,在我国化工、电气、冶金、钢铁、航天、农业等领域得到了广泛的应用,我国对钼的需求也越来越大。然而,由于高污染、高排放的采矿方式,导致水体中出现了严重的钼污染。利用吸附技术可对重金属废水进行快速、高效的处理,而水合氧化铁具有独特的吸附除钼性能优势。本课题制备出载铁活性炭(FGAC)吸附剂并对其吸附性能及机理进行了初步探讨,为其用于实际废水处理奠定了理论基础。课题以模拟含钼废水作为试
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钼是一种重要的资源,在我国化工、电气、冶金、钢铁、航天、农业等领域得到了广泛的应用,我国对钼的需求也越来越大。然而,由于高污染、高排放的采矿方式,导致水体中出现了严重的钼污染。利用吸附技术可对重金属废水进行快速、高效的处理,而水合氧化铁具有独特的吸附除钼性能优势。本课题制备出载铁活性炭(FGAC)吸附剂并对其吸附性能及机理进行了初步探讨,为其用于实际废水处理奠定了理论基础。课题以模拟含钼废水作为试验用水,采用载铁活性炭作为钼的吸附剂,研究载铁活性炭吸附剂的最佳制备条件及其处理含钼废水的去除效果及去除机理,主要研究内容包括:载铁活性炭吸附剂的制备及表征;载铁活性炭吸附剂处理含钼废水性能的试验研究;载铁活性炭吸附剂除钼机理研究。制备载铁活性炭吸附剂的方法采用恒温浸润法,确定最佳制备条件:首先,将颗粒活性炭(GAC)浸泡在0.01mol/L Na OH溶液中24小时,得到了碱改性活性炭(BGAC),再用0.4 g Fe SO4·7H2O搭配2m LH2O2浸润2g BGAC,浸透温度设定在35℃,完成后将材料置于烘箱中,使其在80℃下熟化。制得的载铁活性炭铁含量为1.7298%,且孔隙中存在许多分布不均的铁氧化物颗粒。FTIR图谱表明,载铁后材料的O-H峰强度有所提高,很可能是由于负载的铁氧化物的O-H伸缩振动所致,且FGAC在472.97cm-1处出现Fe OOH对应的Fe-O特征峰。XRD分析结果显示,铁主要是以水合氧化铁的形式负载在活性炭上,且铁的负载改变了其原本的晶体结构。在静态吸附试验中,以最佳制备条件下制备出的载铁活性炭吸附剂吸附处理20mg/L左右的含钼废水,试验结果表明:初始p H为4.0、吸附剂投加量10g/L、反应时间1440min,温度298.15K为最优吸附反应条件,三组平行试验中对钼的平均去除率达98.79%。PO43-、SO42-、NO3-三种竞争阴离子对钼的吸附都起抑制作用,抑制强度顺序为PO43->SO42->NO3-。载铁活性炭吸附钼的动力学过程更宜用Lagergren准二级动力学模型描述,R~2=0.9960;内扩散阶段对载铁活性炭去除钼速率的控制作用略大于外扩散阶段;在载铁活性炭吸附钼的三个阶段中,第一阶段最快,吸附速率控制阶段是第二和第三阶段;载铁活性炭吸附钼的热力学过程更宜用Langmuir吸附等温模型描述,R~2=0.9831;钼在载铁活性炭上的吸附是熵增、吸热、且能自发进行的过程;载铁活性炭吸附钼的过程主要是依靠静电作用和络合作用;载铁活性炭用0.1mol/L的Na OH溶液解吸60min后,解吸率可达到74.75%。
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