水中Cr6+吸附材料研究进展

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Fe3O4/纳米级Fe0去除水中Cr(VI)的研究

Fe3O4/纳米级Fe0去除水中Cr(VI)的研究


2 0 1 3 S c i . T e c h . E n g r g .
F e 3 O 4 / 纳米级 F e 0 去除水 中 C r ( v I ) 的研究
王 宁 沈珍秒 施 惠芳 张 珍
( 台州学院生命科 学学院 , 台州 3 1 8 0 0 0 )


考察 了 F e , O / 纳米级 F e 。 对污染水 中 C r ( V I ) 的去除效果 , 以及 F e , O 投加 量、 腐殖酸投 加量 、 温度对 F e , O / 纳米 级
关键词
F e 0
纳米级 F e 。 X 7 0 3 . 5 ;
c r ( V I ) 文献标志码
温度 B
中图法分类号
近年 来 , 铬及其化合 物作为冶金 、 电镀 、 制革 、 印染 、 制药 等 行 业 的 重 要 原 材 料 , 得 到 了广 泛 的应 用 … 。与此 同时 , 大量含铬粉尘 、 含 铬 废 水 和 铬 渣
法、 电解法 、 S O : 还原法 等; 另 一 类 是 废 水 可 回 收利 用, 有 的还 可 回收 铬 酸 , 如钡盐法 、 离子交 换法、 铁
屑过滤法、 活性炭吸附法等¨ 。但是每一种方法都 有其 自身的优缺点 , 如s O 还原法容易腐蚀设备 , 电
解法 耗 电量较 大 , 消 耗 钢板 , 运 行 费用 较 高 , 沉 渣 综
第 1 3卷 第 1 3期 2 0 1 3年 5月 l 6 7 l 一1 8 1 5 ( 2 0 1 3 ) 1 3 — 3 6 8 1 — 0 5







Vo 1 .1 3 No .1 3 Ma y 2 01 3

零价铁改性生物碳材料去除废水中六价铬的研究

零价铁改性生物碳材料去除废水中六价铬的研究

山东化工SHANDONGCHEMCCALCNDUSTRY・262・2021年第50卷零价铁改性生物碳材料去除废水中六价锯的研究刘合印1* ,郭奎1,陈凡立3,彭成法3(1•滕州市主要污染物总量控制中心,山东滕州277500;2.滕州市环境监测站,山东滕州277500;3•济南天正环境科技有限公司,山东济南250014)摘要:含珞废水由于毒性大,难降解的特点而成为当下水处理技术研究的重点之一。

该研究采用生物质为原料制备生物炭,并引入铁基及催化剂合成制备还原性吸附材料,用于处理含/—VI)废水。

该研究探索了生物炭的制备,铁基生物炭材料的合成过程。

其次研究了铁基生物炭吸附/—VC)的机理,再通过动力学和及pH值对吸附量的影响。

结果表明铁基生物炭材料对/—VC)的吸附符合拟二级动力学方程,平衡吸附时间为420mi—,最适pH值为3;吸附质在炭材料的表面的分布符合La—gmuls模型,其中最大吸附量q m=19.41m—/ (318.15K),是生物炭吸附量的65倍;是硝酸改性活性炭的55倍。

这是由于除生物炭的吸附作用外,零价铁对六价珞的还原作用增加了对/—VC)的去除°关键词:六价珞废水;零价铁改性生物炭;动力学模型中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1008-011X(1011)05-0161-05Research on the Removai of Hexavalent Chromium from Wastewaterby Zero-valent Iron Modifed Biologicai CarUon MateriaiLiu Heyii*,Guo K u U,Chen.FanlC,Peng Chengfa3( 1.Main Po e u tantsContooeCenteootTengehou City,Tengehou277500,China;2.TheEneioonmentaeMonitooingStation otTengehou City,Tengehou277500,China;3.Jinan TianehengHuanJingTechnoeogyCo.,Ltd.,Jinan250014,China)Abstract:Chromium-conmining wastewater has become one of the focuses of current water Weatment technology research due to itshigh toiicityand di t icuetdegoadation chaoacteoistics.Theoeseaoch usesbioma s asoaw mateoiaestopoepaoebiochao,and int eoduces i eon-based and cataeystsynthesistopeepaeeeeducingadsoeption mateeiaestoetheteeatmentotCe(VC)-containing wastewatee.Thiseeseaech eipeoeed thepeepaeation otbiochaeand thesynthesispeocessotieon-based biochaemateeiaes.Secondey, themechanism otieon-based biochaeadsoeption otCe(VC)isstudied,and then thee t ectotkineticsand pH on theadsoeption capacity.Theeesuetsshowthattheadsoeption otCe(VC)byieon-based biocha emate eia es con to ems to the pseudo-second-o ede e kineticequation,theequieibeium adsoeption timeis420min,and theoptimum pH is3;thedisteibution otadsoebateson the suWace of the carbon mate/als conforms to the Langmuir model,with the Nrgest The adsorption capacity q m=29.41m—/(31805 K),which is6.9timestheadsoeption capacit otbiochaeand5.5timesthatotniteicacid moditied actieated caebon.Thisis becausein addition totheadsoeption otbiochae,theeeduction otheiaeaeentcheomium bPeeeo-eaeentieon inceeasestheeemoeae otCe(VC).Key words:hexavalent ch—mium wastewater;zero-vaOnt i—n modified biochar;Kinetic model=及其化合物广泛被应用于冶金,电镀,制革等众多行业。

8-羟基喹哪啶螯合树脂对Cr~(6+)的吸附性能研究

8-羟基喹哪啶螯合树脂对Cr~(6+)的吸附性能研究
型。
关键词 : 8 - 羟基 喹哪 啶螯合树脂 ( P S — H Q D ) ; 吸附; C r 6
中图 分 类 号 : 0 6 4 7 . 3 文 献标 识码 : A 文 章编 号 : 1 0 0 4 - 2 7 5 X( 2 0 1 3 ) 0 1 4 ) 0 0 4 - 0 4
实验 , 发现该 树 脂对 C r ¨离 子 具有 较 好 的 吸 附 和
洗脱 性能 , 有一定 的应 用价值 。
毒 主要是 指六价 铬 中毒 , 对 动植 物及 微 生 物而 言 ,
六价 铬对健 康 的危害 比三 价铬 大 1 0 0倍 。而 工 业
l 实 验 部分
1 . 1 试剂 和仪器
8 . 羟基 喹 哪 啶螯 合 树 脂 , 简称 P S — HQ D 树 脂; 铬( C r ¨) 系列标 准溶液 (自配 ) ;H Y — Z调速 多 用振 荡器 ( 上 海 医疗 仪 器 厂 ) ; ¥ 2 4型 分 光 光 度 计
( 上 海棱 光技术 有 限公 司 ) 。
1 . 2 吸附平衡 实验
8 . 羟 基 喹哪 啶螯 合树 脂对 C r 6 +的 吸 附性 能 研 究
周 小华 , 项 朋 志 , 张 永 明
( 1 .云南商务信息工程学校 , 云南 昆明 6 5 0 2 0 4; 2 .云南广播电视大学化学工程学 院, 云南 昆明 6 5 0 2 2 3)

要 : 研究 了 8 一 羟基 喹哪 啶螯合树脂 ( P S . HQ D) 在 HA c . N a A c 体 系中对铬 离子的吸 附性 能。
废水 中 的铬 主要 是 六 价化 合 物 , 铬 又 是饮 用 水 的 毒理 指标 , 土壤 中铬过 多 时 , 会 抑制 有机 物 质 的硝 化作 用 , 并使铬 在植物 体 内蓄积 , 废 水 中含 有铬 化 合物, 能 降低废 水生化 处理效 率 。

水热改性花生壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

水热改性花生壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

水热改性花生壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能孟祥霞;邬欣慧;马东;吴娟【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)010【摘要】为解决水体Cr(Ⅵ)污染,实现农业固废资源化利用,通过水热H3PO4改性制备了花生壳基吸附剂,并将其用于水中Cr(Ⅵ)的吸附.实验结果表明,在453 K下,与质量分数为15%的H3PO4水热反应10 h制备的改性花生壳性能最优;当吸附剂投加量为2 g/L,pH=2.0,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为5 mg/L,吸附时间为120 min时,水中Cr(Ⅵ)去除率可达86.83%.改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合伪二级动力学模型,属于Langmuir单分子层吸附.【总页数】5页(P52-56)【作者】孟祥霞;邬欣慧;马东;吴娟【作者单位】青岛农业大学青岛市农村环境工程研究中心,山东青岛266109;青岛农业大学青岛市农村环境工程研究中心,山东青岛266109;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江哈尔滨150030;青岛农业大学青岛市农村环境工程研究中心,山东青岛266109;青岛农业大学青岛市农村环境工程研究中心,山东青岛266109【正文语种】中文【中图分类】X703;O647.32【相关文献】1.改性花生壳吸附去除水中Cr(Ⅵ)的性能研究 [J], 张北;刘斌;岳敏;许醒2.柠檬酸改性花生壳对水中重金属Cu、Pb、Cd和Cr的吸附特性研究 [J], 张金辉;李娟;张强3.柠檬酸改性花生壳对地表水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究 [J], 马敏;王小兵;达红伟;曹晶晶;常文华4.氨基改性花生壳吸附水中Cr(Ⅵ)的研究 [J], 王宗舞;李孝坤5.水热氢氧化钾改性花生壳对染料的吸附性能 [J], 陈春强;吴娟;邬欣慧;马东因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

三氯化铁改性膨润土对铬(Ⅵ)的吸附性能研究

三氯化铁改性膨润土对铬(Ⅵ)的吸附性能研究

本文用改性膨润 土作 为吸附剂 , 对模 拟含 c r
( I废水 进行 了吸 附实 验研 究 , 着重 探讨 了三氯 V) 并
材料等技术作为现代工业的重 要环节 , 其重要性 日 益提高。这些技术极大地丰富了人类文明, 但也带 来 了铬污染。铬的化合 物中, rV ) C ( I 的毒性最大 , 是公 认的环境 致 癌 物质 之 一 。 因此 , 铬 废水 的处 含 理受 到 了广 泛关注 。 目前 , 对含 C( I废 水 的 处 理方 法 主 要 有 : rV ) 还 原沉 淀法 、 离子 交换法 、 附法 等 。还 原沉 淀法成本 吸
Ke o d : o ie etnt; r( )w s w t ;er hoie a srt n yw r s m d dbno i C Ⅵ i f e at a r frccl d ; do i e e i r p o
近 年来 , 随着 电镀 、 革 、 金 、 料 化 工 、 制 冶 颜 耐火

L~,H值为 3~ 振荡吸附时间 3 mn 溶液温度 2  ̄ 起始 c ( I p 5, 0 i, 5C, r V )浓度 42 q/ 0 n L时 , 一 吕 有机膨润土对 c V ) r( I废水 的去除率
超过 9 % 。 5
关键词 : 改性膨润土 ;r V ) C ( I废水 ; 三氯化铁 ; 吸附
rm vl a oo r V )cud rah getrta 5 u drtefl wn o dt n h oae o e oa rt fC ( I o l ec ra n 9 % n e h o o ig cn io :t d sg f i e h l i e
mo i e e tn t a 2 ・L~ , t e v l e o H a — 5, h d o t n t a 0 i , h df d b no i w s 1 g i e h au fp w s3 te a sr i i p o me w s 3 r n t e a

酸改性橘皮吸附废水中CrⅥ条件的优化

酸改性橘皮吸附废水中CrⅥ条件的优化

酸改性橘皮吸附废水中CrⅥ条件的优化摘要:研究了橘皮作为吸附材料对含Cr(Ⅵ)废水的处理效果,对吸附剂用量、吸附时间、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度及pH进行了优化。

结果表明,在常温条件下,吸附时间为20 min、酸改性橘皮用量为6 g/L、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为7 mg/L、pH为2.0时,酸改性橘皮吸附效果更好,此时Cr(Ⅵ)的去除率可达98.14%。

关键词:橘皮;酸改性;Cr(Ⅵ);吸附效果工业废水是造成环境污染的主要污染源,随着电镀、制革、印染、化工等工业的发展,重金属的使用越来越广泛,污水、污泥、土壤中重金属含量的超标会对环境造成潜在的危害。

据不完全统计,中国的耕地受污染面积2 667万hm2,其中受到Cd、As、Pb、Cr、Hg等重金属污染的耕地近2 000万hm2,约占总耕地面积的1/5。

重金属在环境中积累到一定程度就会对生态系统造成危害,并可能通过食物链等途径直接或间接地危害人类的生存安全。

Cr是一种用途广泛且有毒的重金属,主要分布于岩石、土壤、大气、生物体和水中。

在水环境中Cr主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种价态存在,与Cr(Ⅲ)相比,Cr(Ⅵ)有明显的致癌、致突变作用。

一般认为,Cr(Ⅲ)的毒性仅为Cr(Ⅵ)的1%,Cr(Ⅵ)对皮肤有刺激和过敏作用,对呼吸系统和内脏产生损害。

水体中的Cr污染主要来源于电镀、制造合金、印染、电镀、颜料等行业废水的排放[1]。

目前国内外主要用氧化还原处理法、离子交换处理法、化学沉淀法、蒸发浓缩法、生物处理技术、膜分离技术、吸附法等方法来对含Cr废水进行治理[2-4]。

其中吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中的一种或数种组分吸附于表面,再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将预测组分解吸,达到分离和富集的目的,因此吸附法也是污水处理常用的方法之一。

近年来,生物质材料作为吸附剂用于污水净化已经逐渐成为国内外科研工作者研究的一个热点问题。

虽然生物质材料对废水中的污染物吸附量较小,但由于生物质材料来源丰富、取材方便、成本低、可直接处理等原因,很大程度上降低了重金属废水的处理成本,因此,将其用于废水处理具有一定的应用前景。

天然蛭石EPDM环保型复合材料的制备及对Cr 6+的吸附作用

和低频 三种 。正常频率 是指 5 3 0 Z范 围内的频率 , —0 H 低频是 广 泛 的推 广 。 指 0 15 Z范 围内的频率 , .- H 高于 3 0 Z的频率 则归为高频 。 0H 6 结语
绝大 多数 工程 结构 和机 械受到的载荷频率在 ( 5~ 2 0 H 0 ) Z范
机械零件疲 劳强度 的分析 ,是零件进行疲劳可靠性 设计
围。在无 腐蚀环境下 ,加载频率对金属材料 的疲劳强度几乎 的重要 内容之一 。影 响零件疲 劳强度 因素很 多,本文介 绍 了 没有 影响。但是 , 对于一些 易熔合金 , 中温条件下 , 在 加载频 几种常遇到 的影 响因素 , 其中着重介绍 了应力集 中、 表面加 工 率 对 于机 械 零 件 的 疲 劳 强度 还 有 一 定 的影 响 。这 主 要 是 因为 及尺寸效应三种 因素 的影 响系数和影 响机对零件疲 劳强度 的 塑性材料 变形时间决定 的, 在较小的加载频率作用下, 机械零 影 响。除此 以外还对平均应力分析和其他 因素进行 了简要 的 件 的某些 塑性材料 的裂纹尖端 的粘 塑性应变 能力增 强,这就 说 明。 导致裂纹 扩展的速度增快 ,从而影响机械零件 的疲劳强度和 其使用寿 命。 参考文献 : () 3 环境介质 。 环境对于机械零件 的疲劳强度也有很大 的 【】王 学颜, 1 宋广 惠. 结构疲劳 强度设计 与失效分析【 . M1 北京: 兵 影响 。这里主要考虑腐蚀性介质和温度对其影响。 器工业 出版社.9 2 6 . 19 :1 腐蚀 疲劳是 由于交变应力和腐蚀介质作用下 引起材料破
天然蛭石 E D 环保型 复合材料 的制备 P M
及 对 C6 r的吸附作用 +
口 刘秀奇 陈 红
101 3 1 8) ( 吉林农业 大学食 品科 学与 工程 学院 吉林 ・ 长春

地下水的六价铬污染问题及控制对策

地下水的六价铬污染问题及控制对策作者:高坤来源:《科教导刊·电子版》2015年第07期摘要我国是铬盐生产大国,堆积的铬渣经雨水淋洗后进入到地下水中,造成地下水铬污染。

另外,制革、纺织品生产、印染、颜料以及镀铬等工厂排放的含铬废水也是地下水六价铬污染的主要来源。

由于六价铬的毒性高、易迁移,一旦进入到地下水中就会对地下水水质安全造成严重的威胁。

对六价铬污染地下水的修复通常分为原位处理法和异位处理法两类处理方法。

关键词地下水六价铬污染异位处理法原位处理法1概述铬主要用于制造工业上,含铬的合金可以增加金属的机械性能,如增加抗拉及坚硬度等,还可以改善金属的化学特性如耐磨及耐腐蚀性等。

各种排放铬的途径包括燃油和燃煤、不锈钢焊接、制钢、水泥厂、工业油漆和涂料制造以及冷却塔等。

元素铬在地壳中的储备量排在第十位,并且以多种氧化态形式存在。

三价铬以及六价铬是自然界中主要的存在形式。

六价铬具有强氧化性,是一种毒性较大的致突、致癌剂。

通常认为六价铬的毒性比三价铬高100倍,含铬废水进入水体,会危及水生动植物生长,影响水产养殖,造成大幅度减产甚至鱼虾绝迹;或是破坏农田土壤,毁坏庄稼,并通过食物链危害人类健康;或是进入饮用水源,在人体内积累轻者引起慢性中毒,重者导致死亡。

六价铬对人主要是慢性毒害,它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体,在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。

地下水是人类宝贵的淡水资源,也是社会可持续发展的物质基础。

然而,目前因人类活动造成的地下水污染问题日益严重,威胁着生态环境与人类的健康。

我国许多地区地下水存在铬含量超标现象,其污染来源主要为采矿、选矿、冶炼、电镀、化工、制革和电子等行业产生的含铬废水的排放及重大环境污染突发事件的出现。

2地下水六价铬污染的治理方法目前国内外针对地下水六价铬污染常采用的治理方法主要分为传统的抽出处理法和原位修复法。

抽出处理法是通过被污染地下水的下游的抽水机,把已经污染的地下水抽出,通过地面处理设施和方法,将废水中的污染物去除掉,达到了处理的标准,然后再排人自然界或者直接利用。

含铬(Cr6+)废水处理技术综述

含铬(Cr6+)废水处理技术综述铬(Cr)是人体必要的微量元素,在环境中多以Cr6+、Cr3+、Cr2+三种价态存在于化合物中,铬的毒性与其价态有关,Cr6+比Cr3+毒性高100倍。

铬及其化合物广泛应用于金属加工、冶金、电镀、制革、涂料、油漆、肥料、印染等工业生产中,而在这些工业生产过程中均可能产生含铬的废水及废渣,并产生大量的含铬废水。

含铬废水与其他含重金属废水一样,在环境中不能自行分解,且可因食物链的作用在生物体内富集,最终在高级的生物体内富集并产生毒害作用。

Cr6+对植物、水生生物及人体均表现出毒害作用,Cr6+还具有致畸、致癌、致突变的作用,鉴于其严重危害性,对于废水中Cr6+的净化势在必行。

目前含Cr6+废水处理方法主要包括化学法、物理法及生物吸附法。

1、化学法化学法除铬主要有铁氧体法、亚硫酸盐还原法、铁屑内电解法等。

1.1铁氧体法。

铁氧体法是化学沉淀法处理废水的一种,其原理是利用亚铁离子的还原作用将废水中的Cr6+还原成Cr3+,而后通过调节pH值,形成铁氧晶体一起沉淀析出,使废水中Cr6+得以去除。

该法主要有三个过程:还原反应、共沉淀、生成铁氧体,Cr6+最终以Cr3+的形式存在于铁氧体晶体内部,不易溶出,Cr6+去除效果较好。

1.2亚硫酸盐还原法。

该法是国内较为常用的一种处理方法,原理是在酸性条件下,将Cr6+还原成Cr3+,通过调节pH值,形成Cr (OH)3沉淀将铬从废水中去除,用于除铬的亚硫酸盐主要有亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠等。

该方法对Cr6+的去除率较高,且有利于Cr(OH)3的回收,适用于废水量较小的情况。

1.3铁屑内电解法。

利用铁屑发生原电池反应:铁屑失电子氧化成Fe2+,Cr6+与Fe2+反应被还原成Cr3+,最终Cr3+和Fe3+逐步生成氢氧化物沉淀,利用Fe(OH)3的絮凝共沉淀作用,将Cr(OH)3吸附凝聚,并通过铁屑滤柱的截留作用将Cr6+和Cr3+同时去除。

重金属铬(Cr)的污染及治理研究进展

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2023, 13(4), 971-983 Published Online August 2023 in Hans. https:///journal/aep https:///10.12677/aep.2023.134118重金属铬(Cr)的污染及治理研究进展王梦蛟,徐 露文山州生态环境局丘北分局生态环境监测站,云南 文山收稿日期:2023年7月9日;录用日期:2023年8月10日;发布日期:2023年8月21日摘要 水环境污染和水资源短缺是全球淡水资源正面临的两大问题。

也正是水体的污染导致了水资源的短缺,水体中的污染物有很多种类,本文将只对国内地表水中重金属污染物——铬(Cr)的污染及治理进行综述。

本论文简要介绍了我国地表水资源现状、地表水中重金属铬的来源、铬污染带来的危害、铬在水中的存在及迁移形式、着重归纳整理了含铬污水的处理方法,对已有的铬污染处理技术应用研究进行综述,对地表水中铬污染治理技术发展进行展望,以供后人研究提供参考资料。

关键词重金属,铬污染,研究,进展The Research Progress in Pollution and Control for Heavy Metal Chromium (Cr)Mengjiao Wang, Lu XuEcological Environment Monitoring Station, Qiubei Branch, Wenshan Prefecture Ecological Environment Bureau, Wenshan Yunnan Received: Jul. 9th , 2023; accepted: Aug. 10th , 2023; published: Aug. 21st , 2023AbstractWater pollution and water shortage are major problems for global freshwater resources. It is wa-ter pollution led to a shortage of water resources. And there are numerous types of pollutants in water bodies. This article will only review the heavy metal pollutants of surface water—the pollu-tion of chromium. This thesis briefly introduces the present situation of surface water resources in China, the source of heavy metal chromium in surface water, the harm of chromium pollution, the presence and migration form of chromium, mainly summarizes the treatment method of chro-mium-containing wastewater, and overviews the existing chromium pollution treatment technol-王梦蛟,徐露ogy application, and puts forward my own views, prospects for chromic pollution control technol-ogy in surface water.KeywordsHeavy Metal, Chromic Pollution, Research, Progress Array Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言水,对于人类的重要性是至关重要的。

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科技探索水中Cr6+吸附材料研究进展王宗舞(黄河水利职业技术学院环境与化学工程系,河南开封475004)【摘要】近年来,水体重金属污染成为人们关注热点,六价铬污染便是其中之一。

吸附法是高效可行技术之一,但吸附剂 技术是制约吸附应用的关键因素。

本文综述了针对水中Cr6+去除的各类吸附材料的研究成果,包括传统的无机吸附材料、高分 子吸附材料以及近年出现的新型吸附材料,如石墨烯类、磁性纳米类、金属有机框架类及离子印迹类材料等,指出亟待解决的 问题,并对前景进行了展望。

【关键词】六价铬;吸附剂;研究进展一、 前言自1959年发明合成沸石以来,吸附剂革新和吸附工艺发 展使得吸附成为化学工业、环境保护及污染控制等领域中的 重要分离手段;在未来能源和环境技术中,吸附将扮演关键 的角色。

Cr6+是属于典型的重金属,在水中主要以和&0(_形式存在,对人体组织具有很强毒性,在我国被列为 第一类污染物,现行标准水中最高允许排放浓度为0.5 mg/L,吸附法是主要处理技术之一,优质高效吸附材料 是制约吸附技术发展的关键因素。

本文在全面了解近年来水 中Cr6+吸附材料类别及应用的研究成果的基础上,进行了归 纳总结,旨在为相关研究和工业应用提供有益借鉴。

二、 无机吸附材料在早期的吸附去除中,碳基材料中的活性炭是最常用的 吸附剂,主要借助其发达的表面孔隙结构、表面某些官能团 而实现吸附,为增强其对于Cr6+吸附能力,马叶等进行了改 性研究,表明也能表现出极好的吸附性能。

随着纳米科学技 术的发展,碳纳米材料也日渐成为重金属吸附剂的研究内 容,如碳纳米球、碳纳米管、石墨烯及介孔碳等其它碳基材 料及其相应的各类化学修饰吸附材料。

硅基材料中的沸石、蒙脱石及膨润土等均是天然多孔材 料,具有较大比表面积,本身就可作为Cr6+吸附材料;为提 高其吸附容量,各类化学改性研究也是近年研究热点之一。

纯二氧化硅介孔材料表面呈化学惰性,为改善材料对重金属 的吸附性能,必须对采取适当的物理方法或化学嫁接对材料 进行结构 性、面 ,介 于吸附 在材料内部传质,不易堵塞,自90年代以来兴起以来随着模板 剂、合成工艺及化学官能团修饰研究的快速发展,在Cr6+吸 附去除领域的研究也取得诸多成果。

三、 高分子吸附材料天然高分子类吸附材料如壳聚糖类、环糊精类羧甲基纤 维素及其改性材料,也是近年来Cr6+吸附材料的活跃领域。

此外,农林废弃物(如花生壳、树皮、麦杆、锯末及稻壳 等)也被多人关注,主要由大量纤维素、半纤维素及木质素 等构成,纤维素具有多孔性、比表面积大、分子结构内含有 大量亲水性羟基等特点;半纤维素结构中存在大量的羟基,能络合而吸附金属离子;木质素大分子骨架及特定官能团如 羟基、羰基、羧基、甲氧基、共轭双键等,也可吸附金属离 子。

王开峰等对花生壳吸附Cr6+性能做了测试,更多学者选 择对花生壳进行改性,如采用酸甲醛法、酸法、碱法、高锰酸钾法及引入官能团法等,其它如木屑、树皮、甘蔗渣、燕 麦皮及化学改性制品,也都被用于Cr6Y吸附去除。

合成高分子材料因多孔性、大比表面积、高机械强度及 稳定理化性质,常用作重金属离子吸附材料的基体,常用的 基吸附 、吸附 及 基吸附材料等。

多数合成高分子材料容易通过表面修饰引入功 能基团,通过离子交换、螯合作用及静电作用等与重金属离 子结合,提高吸附容量。

陈佑宁等在高分子材料聚苯乙烯微 球基体上通过接枝功能性官能团制备出多胺型螯合树脂,制 品均对Cr6+有较高吸附量。

M a jid等制备了聚苯胺-聚乙二醇复合材料、碳纳米材料聚共轭聚乙烯亚胺、甘氨酸掺杂聚 吡咯复合材料对Cr6+也表现出较高吸附作用。

四、新型功能化吸附材料(一) 石墨烯类石墨烯属于碳纳米材料,是单层碳原子经SP2杂化形成 的二维蜂窝状晶格结构,具有超大比表面积、优异的机械性 能等特点,包括氧化石墨烯和石墨烯两种。

氧化石墨烯是利 用石墨氧化还原法制备石墨烯过程中的中间产物,表面具有 大量的含氧官能团(如环氧基、羟基、羧基等)。

通过将石 墨烯与磁性纳米粒子结合或者在石墨烯表面化学修饰各种有 机官能团基团,制备石墨烯基复合材料,通过氢键作用、作用、静电作用、络合作用等吸附去除重金属污染物,也是目前的研究热点。

刘伟等先后制备出磁性石墨烯、氨基 修饰磁性石墨烯、磁性石墨烯/* -环糊精、壳聚糖-氧化石墨烯、氨基壳聚糖-氧化石墨烯等复合材料,并应用于水中 Cr6+的吸附去除。

(二) 磁性纳米材料磁性材料磁性组成部分为具有磁性金属或合金,如F< Co、0和PtFe或一些金属的氧化物,例如MF<04(M= F< Co、0、Zn)和+ - F<03。

以Fe304为例的铁氧体纳米粒 子,由于具有低毒性、顺磁性、巨大比表面积、化学稳定性 及优异的吸附性能,在磁性纳米材料中应用最多。

Zhon/等 利用模板法、溶剂热法等相继制备出花状、中空微球、海胆 状的F<〇4纳米结构材料,对于水中Cr6+有较强的吸附性能。

但纳米F<〇4的因自身的强磁性及较高比表面积,导致 团聚现象较易发生;同时,材料表面丰富的羟基使其易于被 化学修饰。

朱前程等开展了介孔碳、碳纳米管、石墨烯、介 孔硅等无机材料修饰的磁性F<〇4基纳米吸附材料的研制,对水中Cr6+的吸附能力有较大提高。

赵永纲等进行了氨基功基金项目%2014河南省高等学校青年骨干教师资助计划(项目编号%2014GGJS-129)•107 •丝路视野能化F<04纳米磁性材料的合成、表征及其对废水中Cr6+的吸附研究。

Agraw M P等相继进行了明胶、聚醚酰亚胺、环糊 精、壳聚糖、聚吡咯等高分子聚合物修饰的磁性F<〇4基纳 米吸附材料的制备及对水中Cr6+的吸附应用,由于嫁接了新 的具有吸附功能的有机官能团,如羟基、氨基、羧基等,由于表面原子配位不足或静电作用等,增加了基体材料的吸附 能力。

(三) 金属有机框架材料金属有机骨架材料(MOF g)具有越大的比表面积、可 调的物理化学性质和化学可修饰性等优点,近两年来在选择 性吸附去除重金属领域中受到关注,M A L E K I等研究了 HKUST- 1、Fe+04@MIL - 100 (Fe)及 MOR - 1 - HA 等 M O Fs材料对水中Cr6+的吸附,研究表明M O Fs或改性的 M0F g可用于水中Cr6+的吸附,部分要求严格控制吸附应用 条件如p H值等。

(四) 离子印迹材料离子印迹聚合物(IIP)是在分子印迹聚合物(M IP)基 础上发展的一种新分离技术,与分子印迹技术类似,是将模 板离子与功能单体在交联剂和引发剂作用下印记在聚合物 中,经洗脱后形成具有构形和结合位点相似的多重作用点空 穴。

利用上述过程合成出来的Cr6+离子印迹聚合物,是以 Cr20&-等为模板离子对Cr6+离子具有识别记忆功能的聚合 物,可以用来吸附去除水中Cr6+离子。

Kabanov和Nishide研 究小组制备出了第一种金属离子印迹聚合物,制品对印迹金 属离子的选择性明显提高,Cr6+等金属离子均可作为印迹分 子,制备相应金属离子印迹聚合物,李积升等也对Cr6+印迹 聚合物的合成原理进行了相关研究。

五、结论与展望通过对近年去除水体Cr6+重金属离子吸附材料研究成果 的归纳,可以看出各类新型吸附材料研究已广泛开展,但也 存在部分问题$(1)在不断研制新型材料基础上,Cr6+与吸 附材料作用机理研究需要深入,以便为工业应用提供理论依 据*(2)吸附容量有待提高;(3)吸附特异性是吸附法去除 重金属现阶段存在共性问题。

因此,针对目前严峻的水体 CH+污染现状,同时具有吸附能力强、吸附选择性好、结构 稳定及易于分离等特点吸附材料的设计、制备及工程应用,仍将是今后一段时期水环境保护领域的研究热点。

参考文献%1]Hyun- doc Choi#Woo- sun jung.Adsorption of Cr(V I)onto cationic surfactant- modified activated carljon%J].Journal of hazardous materials,2009 #166(02):642 -646.%2]刘伟,杨琦.磁性石墨烯吸附水中CH V I)研究%J].环境科学,2015,36(02):537 ~544.%3 ]slieen,Iman Y.El- Sherf.Removal of heavy metals from aqueous solution by multiwalled carbon nanotubes: equilibrium,isotherms,and kinetics%J].Desalination and Water Treatment,2015,53 (13 ):3521 -3530.%4]朱前程.N或Fe304担载的磁性介孔碳的合成及吸附性能 研究%D].哈尔滨:哈尔滨市工业大学,2013.%5]杨慧芬,张伟娜.溴代十六烷基吡啶改性沸石对Cr6+吸附 去除作用%J].北京科技大学学报,2007(S2):58 ~61.%6 ]Xiangke Kong,Zhantao Han.Synthesis of zeolite - supportedmicroscale zero- valent iron for the removal of Cr6+and Cd2 Y from aqueous solution%J].Journal of Environmental Managment,2016,169:84 ~90.%7]禹洪丽.硅材料和碳材料吸附水中C(V I)的研究%D].昆明:昆明理工大学,2013.%8 ]WastewaterHavva.Development of an adsorbent via chitosan nanoorganoclay assembly to remove hexavalent chromium from wastewater%J].International Journal of Biological Macromolecules,2017,94 :202 ~ 209.%9 ]Zeid A,ALOthman Mu.Kinetic,equilibrium isotherm and thermodynamic studies of Cr(V I)adsorption onto low - cost adsorbent developed from peanut shell activated with phosphor acid%J].EnvironSci Pollut.Res,2013,200:3351 - 3365$%10] Dhiraj Sud,Garima Mahajan.Agrcultural waste material as potential adsorbent for sequesterng heavy metal ions from aqueous solutions - A review%J].Bioresource Technology,2008,99( 14):6017 ~ 6027.%11 ]陈佑宁.基于ATRP技术制备的螯合树脂及其吸附性能%D].西安:西北大学,2010.%12] Li N iu,Shubo Deng.Efficient removal of Cu(I I),Pb(I I),Cr (V I)and As(V)from aqueous solution using an aminated resin prepared by surface - initiated atom transfer radical polymerzation %J].Environmental Chemical Engineering,2010,165(3):751 ~757.%13 ]Majid Riahi Samania,Seyed Mehdi Borghei.Removal of chromium from aqueous solution using polyaniline- Poly ethiylene glycol composite %J].Journal of hazardous materials,2010,184:248 ~254.%14 ]陈芳妮.新型吸附剂氨基修饰磁性氧化石墨烯的制备及 吸附性能%D].哈尔滨:哈尔滨市理工大学,2016.%15 ]adsorbentMohammadmahdi Etemadi,Saman Samadi.Selective adsorption of Cr(V I)ions from aqueous solutions using Cr6+- imprinted Pebax / chitosan / GO / APTES nanofbrous adsorbent%J].International Journal of Biological Macromolecules,2017,95 :725 ~733.%16] Liu Y,Wang Y,et a V.Synthesis of high saturation manetization superparamaanetic Fe3O4 hollow microspheres for swift chromium removal%J].ACS Applied Materials & Interfaces,2012,4(09) :4913 ~4920.%17] Shalini Rajj^u,Charles U.%J].Journal of Colloid and Interface Science,2016,468 :334 -346.%18]赵永纲.氨基功能化F e3O4纳米磁性材料合成、表征及对 废水Cr6+吸附研究%D].杭州:浙江大学,2009.%19] Agrnwal P,Bajpai A K.Dynamic column adsorption studies of toxic Cr(VI )ions onto Iron oxide loaded gelatin nanoparticleG%J].Journal of DiGperGion Science and Techn〇l〇g,2011,32(09) :1353 ~ 1362.%20] Thinh N N,Hanh P T B.Magnetic chitosan nanoparicles for removal of Cr(V I)from aqueous solution%J].Materials Science and Engineering C,2013,33 (03 ) :1214 ~ 1218.%21 ]Maleki A,Haytib.Adsorption of hexavalent chromium by metal organic frameworlis from aqueous solution%J].Journal of•108 +科技探索Industrial and Engineering Chemistry,&〇15,28:211 〜216. [22]Qingxiang Y a n i,QianqianZliao.Fabrication of core - slieU=e+@(q\I R s "〇〇 '=< )magnetic microspheres for the removal of Cr(V I)in aqueous solution[J].Journal of Solid State Chemistry-2016,2(4 :2# ~+0.[2+]黄丹丹,孟超.铬(V I)离子印迹聚合物的研究进展[J].天津化工,2015,29(05):5 ~7.[24 ]Shea K J,Sasaki D B.Selective adsorption of metalionsonpoly(4 - vinylpyridine)resins in which the ligand chainisim mobilized by cross- linking[J].J Am Chem Soc,1989,111 : +442 ~ +445.[25]李积升,盛莉莉.六价铬离子印迹聚合物合成原理的研究[J].化学工程师,2014(05):51 ~54.作者简介:王宗舞(1978—),女,汉族,河南南阳人,工学硕士,副教授,研究方向:新型吸附剂制备与应用。

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