多孔不锈钢基铁氧化物膜对水溶液中Cr(Ⅵ)的去除性能研究

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作者史茂敏
来源西北农林科技大学
出版年2015
摘要
Cr(VI)是水体主要的重金属污染之一,长期饮用Cr(VI)污染水对人体有致癌、致突变和致畸变性。传统Cr(VI)去除方法存在易产生二次污染、预处理复杂及成本高等缺点。新型纳米材料虽具有很高的吸附效率,但存在未知风险。基于无机膜吸附重金属是一种新型重金属去除技术。本研究以316L多孔不锈钢管为材料,通过原位氧化法在其表面制备了原位铁氧化物膜用以吸附水体重金属,对其制备条件进行了探讨,并对其水溶液中的Cr(VI)吸附性能进行了研究。论文的主要结论如下:1.于不同条件下对316L多孔不锈钢基体进行了烧结,得到了不同的原位氧化铁氧化物膜。在空气中一段式烧结,可获得多孔不锈钢基原位氧化Fe2O3膜,在空气-氮气中两段式烧结且换气氛温度为400℃时,可获得多孔不锈钢基原位氧化Fe3O4膜,Fe3O4在膜表面以细小颗粒均匀分布;原位氧化Fe3O4膜具有更好的Cr(VI)吸附性能、化学稳定性和机械强度;其等电点为pH8.08。2.将原位氧化Fe3O4膜与溶胶–凝胶法制备的Fe3O4膜对Cr(VI)的吸附性能进行了对比,结果表明,在不同Cr(VI)初始浓度下及不同酸调节吸附液pH时,原位氧化Fe3O4膜对Cr(VI)的吸附能力均优于溶胶–凝胶法获得的Fe3O4膜。3.对原位氧化Fe3O4膜的Cr(VI)吸附性能进行了详细探讨,结果表明,当Cr(VI)初始质量浓度为5mg/L,初始pH值为4.0时吸附百分率达到了100%;吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型;且吸附机制主要以静电吸附为主,化学吸附为辅。4.采用0.1mol/L的Na2SO4与NaOH混合溶液(pH13)进行洗脱,得到的洗脱率为60–70%。

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