铁载凹凸棒土对砷的吸附行为与机制研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhustrong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
砷是水环境中毒性极强的有毒重金属。吸附法因除砷效果好、技术简单易操作、吸附剂来源广泛种类多等优点受到越来越多的关注。本文利用共沉淀法制备了FeIII/ATP、FeII,III/ATP两种材料,考察Fe/ATP对水中AsV和AsIII的吸附行为,包括动力学和热力学行为,分析pH对AsV和AsIII行为的影响,借助常规形貌表征手段(如FTIR、XPS等)探讨了Fe/ATP表面官能团对AsV和AsIII的作用机制,利用DFT计算真实再现复合Fe/ATP吸附剂界面吸附AsIII的过程,对Fe/ATP吸附As的内在机理进行揭示。所得主要结论如下:(1)铁成功的负载在凹土上,FeIII/ATP和FeII,III/ATP两种材料的含铁量分别为16.7和17.1%;在FeIII/ATP以及FeII,III/ATP两种材料上的成晶物前者为Fe2O3,Fe主要以FeIII存在;后者为Fe3O4与Fe2O3的混合物,Fe存在FeIII和FeII两种价态,XRD与HRTEM表明凹土主要暴露晶面是(200)(2)FeIII/ATP和FeII,III/ATP对AsIII具有强的吸附能力,饱和吸附量分别可达21.8和16.3mg/g,单位Fe吸附AsIII的量(Qmax/Fe)明显高于一般粘土矿物。FeIII/ATP和FeII,III/ATP对AsV的饱和吸附量分别为29.8和26.3mg/g。准二级动力学能较好拟合Fe/ATP对As的吸附行为,表明该吸附过程以化学吸附为主。(3)XPS、FTIR分析表明,Fe/ATP中,与ATP骨架中Al-O层结合的Fe是As的主要结合位点,Fe/ATP的吸附能力主要源自于负载在凹土表面的铁氧化物,材料反应前后等电点与表面络合模型分析表明,As与Fe/ATP表面的羟基配体交换形成了内球面的络合物,表面络合模型的拟合结果进一步说明As与铁氧化物上的作用基团发生1:1的配位反应,形成的内球面的络合物为单齿的络合物。(4)DFT计算表明,ATP表面铁氧化物的生长方式主要是横向生长,与AsIII较易生成单齿单核络合物。态密度分析表明,生成单齿单核Fe-As逐渐向能量更低、更稳定的双齿单核络合物生长。(5)负载到ATP上的Fe的s、p轨道收缩、能量整体向费米能级靠近,变得异常活跃,有利于对As的吸附。Fe/ATP上的Fe兼具纯Fe2O3的成键特征,并且具有较强的成键方式,导致Fe/ATP对As具有较高吸附能力。Fe/ATP骨架中的Al的偏态密度在吸附As后发生了明显变化,ATP的Al-O层是Fe成为活性Fe的关键。
其他文献
禅宗是中国佛教的重要派别。以慧能为代表的禅宗南宗,创始于中唐盛行于晚唐、五代,相继出现沩仰、临济、曹洞、云门、法眼五家。入宋后仍然繁盛,其中临济下又有黄龙,杨岐两派
期刊
目的:探讨VEGF-C反义寡核苷酸(ASODN)对卵巢癌细胞株SKOV3生物学行为的影响。方法:采用脂质体作为载体,将经人工合成经硫代磷酸修饰的VEGF-C ASODN转染卵巢癌细胞株SKOV3,MTT
保险人代位求偿制度作为一个国际惯例,世界范围内多数国家都遵守适用。上世纪九十年代,我国保险立法开始起步。与发达国家和地区相比,我国的保险人代位求偿制度发展较慢,理论研究和司法实践不能满足现实需要。本文讨论的是保险人代位求偿权行使问题,选取的是司法实践中,客运车辆在载客过程中与第三者驾驶的机动车发生交通事故导致旅客受伤,构成违约责任与侵权责任的竞合时,保险人代位求偿权如何规范行使的问题。由于此类特殊
药物性肝损伤(DILI)是一种机体对药物、其代谢产物或其他外源性化合物的不良反应,是影响企业进行药物开发的重要因素。近年来,DILI的发病率呈上升趋势,是急性肝衰竭的常见病
近年来,随着环境保护要求的不断提高,天然气(LNG)日益受到人们的重视,广泛应用于发电、汽车燃料、居民生活和工业方面。9%Ni钢作为高纯净度、高强度的高镍钢材,在-196℃极低
目的:探讨老年糖尿病患者合并骨质疏松的危险因素.方法:选取118例老年糖尿病患者作为试验组,选取134例健康人作为对照组,测量骨密度值,分析对照组与试验组中两个亚组的相关指标
市场经济是信用经济,信用是经济的基础。我国个人失信事件很多,信用缺失较为严重,已经影响到市场经济的建设及发展。这其中有道德的原因,但更多的是社会制度不完善所导致的。
人口老龄化是全球二十一世纪的一大显著趋势,也是我国社会和政府所面临的一大挑战。社区作为人们在城市生活中居住的一大基本单元,社区的环境更是影响着老年人进行娱乐、社交、体育锻炼等活动的重要因素。在人口老龄化日益加速与养老服务缺失矛盾的背景下,既有社区的适老化改造是一项具有重要研究意义的课题。文章一共分为四个章节,主要可分为三个部分:首先,文章对研究的背景进行论述,明确问题的主要矛盾以及研究的方向;然后
针对汽车盘式制动器的工作原理、制造特点和产业发展现状,分析了刹车盘的加工形位公差要求和表面粗糙度要求,研究了刹车盘的加工工艺,分析了典型加工设备加工刹车盘的工序,选
“语文的性质是什么”已成为“世纪性的困惑”,工具性、思想性、科学性、人文性都有过自己的一席之地,但将它们放在新课程标准背景下审视,又都有失偏颇。当代的语文性质是“科学