【摘 要】
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地下水砷污染是重要的全球性环境问题.As(Ⅲ)是地下水中砷的主要价态,通常以电中性分子形式存在,难以通过常规水处理工艺有效去除.将As(Ⅲ)预氧化为As(V)再进一步吸附处理是高效除砷的有效策略.本文通过前体导入-原位沉淀法制备了兼具催化H2O2氧化和吸附功能的载铈凝胶型阴离子交换树脂纳米复合材料Ce-201×4,探究了Ce-201 ×4/H2O2体系去除As(Ⅲ)的特性和过程.XRD和SEM-EDS等表征表明,Ce-201 ×4负载的纳米铈氧化物主要为无定形,呈环状立体分布,负载后树脂的比表面积和孔容均
【机 构】
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南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210023;南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210023;南京大学环境纳米技术研究中心,南京210023
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地下水砷污染是重要的全球性环境问题.As(Ⅲ)是地下水中砷的主要价态,通常以电中性分子形式存在,难以通过常规水处理工艺有效去除.将As(Ⅲ)预氧化为As(V)再进一步吸附处理是高效除砷的有效策略.本文通过前体导入-原位沉淀法制备了兼具催化H2O2氧化和吸附功能的载铈凝胶型阴离子交换树脂纳米复合材料Ce-201×4,探究了Ce-201 ×4/H2O2体系去除As(Ⅲ)的特性和过程.XRD和SEM-EDS等表征表明,Ce-201 ×4负载的纳米铈氧化物主要为无定形,呈环状立体分布,负载后树脂的比表面积和孔容均增加了约33倍.静态批次实验表明,Ce-201 ×4/H2O2体系去除As(Ⅲ)吸附容量为121.4 mg/g,相较无H2O2的单一吸附体系提高了5.1倍,且Ce-201 ×4在有/无H2O2体系中吸附量均高于载铈大孔型离子交换树脂纳米复合材料Ce-D201.Ce-201 ×4/H2O2体系去除As(Ⅲ)效率随pH上升而提高,与H2O2在碱性条件下直接氧化As(Ⅲ)效率提高有关.Ce-201 ×4/H2O2体系除As(Ⅲ)抗硅酸盐干扰性能略优于Ce-D201/H2O2体系.静态再生实验表明,Ce-201 ×4/H2O2除As(Ⅲ)后材料再生性能良好,适宜长期循环使用.XPS分析表明,Ce-201× 4/H2O2体系去除As(Ⅲ)的机理主要包括纳米氧化铈催化H2O2将As(Ⅲ)氧化为As(V)并通过离子交换和专属吸附等作用从水中进一步去除的过程.
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