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目前,Cr(Ⅵ)污染的严重性及去除困难性是重金属污染治理最大的难题之一。而在众多重金属污染治理方法中,吸附法由于操作简单,对设备要求较低,适用于大规模工业废水的治理。但使用成本及吸附效果与吸附剂的选取及制备有很大关系。而铁氧化物在自然界中广泛存在,(羟基)氧化铁由于其具有特殊的物理化学性质、稳定的结构以及丰富的羟基从而使得它在水处理和催化方面存在着巨大的应用潜能,同时羟基氧化铁也是制备其他铁基化合物的重要前躯体。而氧化铁就是以羟基氧化铁为前驱体而获得的最常见的产物,在多个领域都有突出的作用,因此对氧化铁及羟基氧化铁的研究是近年来各国研究水污染治理的热点。鉴于α-Fe2O3和FeOOH在水污染治理方面的优势,本文采用水热法,并通过改变铁盐种类及调节相应溶液的pH值在较低温度下可控制备了不同形貌、不同粒度、对Cr(Ⅵ)吸附性能不同的α-Fe2O3、β-FeOOH和α-FeOOH,采用XRD、SEM分别对其物相、形貌进行了分析,采用ICP-OES、XPS分别对其吸附性能及吸附后吸附剂表面状态进行了分析。对比研究了污染液初始浓度、污染液p H值、离子强度、共存离子等因素对吸附效果的影响,并采用等温吸附方程、动力学方程等对实验数据进行了拟合,综合对比了α-Fe2O3、β-FeOOH和α-FeOOH对Cr(Ⅵ)吸附特征的差异及吸附机理差异。研究结果如下:(1)以FeCl3为代表,研究了合成温度、合成时间、Fe3+浓度对合成物的物相、结晶性能及吸附性能的影响,确定了合成实验的优化条件为:水热温度为70℃,水热反应时间72h,Fe3+浓度为0.2mol/L。(2)铁盐种类(FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3)、溶液pH值对合成物物相的影响显著。铁盐中Cl-和NO-3的存在,分别有利于β-FeOOH和α-Fe OOH的生成;α-Fe2O3适合在溶液pH值为310条件下合成,当溶液pH≥11时,三种铁盐溶液都能合成结晶性较好的α-FeOOH;随着溶液pH值的升高,三种铁盐合成物的物相大体上都呈现α-Fe2O3向α-FeOOH转变的趋势。(3)铁盐溶液pH值是合成α-Fe2O3的关键因素,铁盐中阴离子种类会明显影响α-Fe2O3的形貌:FeCl3为铁盐时合成的α-Fe2O3呈边缘清晰的类球形纳米颗粒;Fe(NO3)3为铁盐时合成的α-Fe2O3边缘呈层叠状的不规则类方形纳米颗粒,颗粒团聚较严重;Fe2(SO4)3为铁盐,pH为9时合成的α-Fe2O3呈三方双锥纳米颗粒状,pH为10时呈较小的类球形纳米颗粒。三种铁盐中在酸性条件下合成的α-Fe2O3的结晶性均要弱于碱性条件,粒径更大,但对Cr(Ⅵ)的去除效果更好。(4)铁盐中阴离子种类和溶液pH值都是合成α-FeOOH重要因素:以Fe(NO3)3为铁盐、pH值≤2时合成的α-FeOOH呈类球形纳米颗粒;以Fe2(SO4)3为铁盐,pH值在36范围内时,合成的α-FeOOH呈短棒状,且随着pH值的增大,晶粒会向(001)方向择优生长,进而呈针状或长板状。(5)Cr(Ⅵ)污染液初始浓度在10mg/L210mg/L范围内,随着初始浓度的递增,α-Fe2O3、β-FeOOH和α-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除率均呈递减的趋势,单位吸附量均呈递增的趋势。等温吸附方程拟合结果显示:β-Fe OOH和α-FeOOH对Cr(Ⅵ)的吸附更符合Langmuir等温吸附方程,为单分子层吸附;α-Fe2O3更符合Freundlich等温吸附方程式,为多分子层吸附。(6)α-Fe2O3、β-FeOOH和α-FeOOH在溶液pH值为2时,均有少量溶解现象,溶解量从大到小依次为α-FeOOH>β-FeOOH>α-Fe2O3;在pH值为410范围内,均能稳定存在;三种吸附剂在酸性环境的吸附效果要明显优于碱性环境。(7)动力学研究表明:三种吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附过程进行的非常快,吸附过程符合准二级动力学模型,初始吸附速度V0和反应速率常数K2都是随温度的升高而升高;α-Fe2O3、α-FeOOH和β-FeOOH的吸附活化能依次增大,且活化能均大于25kJ/mol,在化学吸附范筹内(大于8 kJ/mol)。三种吸附剂在吸附Cr(Ⅵ)的过程中同时存在化学吸附和物理吸附,前期主要是以物理吸附为主,后期主要以化学吸附为主。