铜渣改性制备多孔硅酸盐负载微纳米零价铁及其去除废水中的Cr(VI)摘要
本研究以铜渣为原料,通过碳热还原法制备多孔硅酸盐负载型微纳米铁(简称微纳米铁),用于去除废水中的Cr(Ⅵ)。研究了微纳米铁的制备条件和废水降解条件对去除Cr(Ⅵ)的影响,并探究了相关的反应机理。结果表明,在焙烧温度为1 150℃、焙烧时间为40 min、煤用量为25%的条件下制备的微纳米铁去除Cr(Ⅵ)的效率最高。扫描电子显微镜和能谱分析表明,铜渣还原焙烧后形成多孔结构,硅酸盐孔洞表面镶嵌大量纳米级至微米级零价铁颗粒。增加微纳米铁的用量、提高废水温度和降低溶液的初始pH值,可以提高Cr(Ⅵ)的去除率。在微纳米铁用量为1 g/L、废水温度为27℃、初始pH为3的条件下,处理浓度为10 mg/L的废水,反应2.5 min即可去除100%的Cr(Ⅵ)。机理分析表明,微纳米铁与Cr(Ⅵ)发生了氧化还原反应,Cr(Ⅵ)被还原生成Cr(Ⅲ)并被矿化为铬铁矿。
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