黄钾铁矾类矿物沉淀去除Cr(Ⅵ)的初步研究
矿物岩石地球化学通报环境矿物学BulletinofMineralogy,PetrologyandGeochemistryVol.25No.4,Oct.2006
收稿日期:2006-08-11收到,09-13改回基金项目:国家重大基础研究前期研究专项资金资助项目(2001CCA02400)第一作者简介:王长秋(1965-),男,副教授,博士,专业方向:环境矿物学.E-mail:cqwang@pku.edu.cn.黄钾铁矾类矿物沉淀去除Cr(Ⅵ)的初步研究王长秋1,马生凤2,鲁安怀11.北京大学地球与空间科学学院造山带和地壳演化教育部重点实验室,北京100871;2.国家地质分析研究中心,北京100037摘要:为探讨黄钾铁矾类矿物沉淀对Cr(Ⅵ)的去除效果,利用黄钾铁矾类矿物沉淀对模拟含Cr(Ⅵ)废水进行了初步实验处理,结果表明,黄钾铁矾类矿物沉淀对含Cr(Ⅵ)废水有较好的去除效果,去除率都在70%以上,最高可达85%。黄钾铁矾与黄铵铁矾沉淀对Cr(Ⅵ)的去除率差别不大;溶液酸碱度对去除率有明显影响,在pH值为2.5~3.2时,时间相同,较高的pH值比低pH值的去除率高。黄钾铁矾类矿物的沉淀过程可用来处理矿山及其他工业废水,去除S、Fe和Cr(Ⅵ)等有毒有害元素。关键词:黄钾铁矾;黄铵铁矾;重金属离子Cr(Ⅵ)中图分类号:O614.61+1文献标识码:A文章编号:1007-2802(2006)04-0335-04APreliminaryStudyontheCr(Ⅳ)RemovingfromWastewaterbyPrecipitationofJarositeGroupMineralsWANGChang-qiu1,MASheng-feng2,LUAn-huai11.SchoolofEarthandSpaceSciences,KeyLaboratoryofOrogenicBeltsandCrustalEvoluton,MinistryofEducation,PekingUniversity,Beijing100871,China;2.NationalResearchCenterofGeoanalysis,Beijing100037,ChinaAbstract:InordertoinvestigateremovingeffectoftheheavymetalcationCr(Ⅵ)bytheprecipitationofjarositegroupminerals,apreliminaryexperimentalstudyontheCr(Ⅵ)removingfromsimulatedwastewaterbypreciptat-ingjarositegroupmineralshasbenncarriedout.TheresultindicatesthatthepreciptationhasagoodremovingeffecttotheCr(Ⅵ)insimulatedwastewater,withremovingrateofallover70%andthehighestof85%.ThereislittledifferencebetweentheremovingratesofCr(Ⅵ)causedbytheprecipitationofjarositeandammoniojarosite.TheremovingrateisobviouslyinfluencedbythepHvalueofsolution.InthesametimeperiodandthepHvaluerangingfrom2.5to3.2,thehigherofthepHvalueinsolution,thebetteroftheremovingeffectofCr(Ⅵ).Theprecipitationprocessofjarositegroupmineralscanbeusetotacklewastewaterproducedfromminesandotherin-dustriesforreducingandremovingS,Feandothertoxicandharmfulelements,suchasCr.Keywords:jarosite;ammoniojarosite;heavymetalcationCr(Ⅵ)铬(Cr)及其化合物是冶金工业、电镀、制革、油漆、颜料、印染、制药、照相制版等行业必不可少的原料。这些企业以及一些金属矿山的生产也产生相当量的含铬废水。Cr和Cd、Pb、Hg等是对环境生态危害巨大的有毒有害重金属元素,含有这些元素的废水会严重污染水体和土壤,威胁生态环境和人类健康。铬在水体中以三价和六价为主。Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)都有生物毒性,会引发各种炎症,并会致癌。其中Cr(Ⅵ)的毒性高于前者近100倍。因此含铬废水处理是环境重金属污染治理的重要问题之一。目前已有一些去除水体中Cr(Ⅵ)的处理方法,包括草酸盐法、酸性条件下土壤法、土壤棕黄酸法、电凝聚加锰砂过滤法、电化学法、生物材料吸附法和矿物学处理法[1~6]。其中矿物学处理法研究较多。主要是利用矿物的吸附性能吸附Cr(Ⅵ)或者利用矿物的氧化还原性能使Cr(Ⅵ)还原为毒性较低的336王长秋等/黄钾铁矾类矿物沉淀去除Cr(Ⅵ)的初步研究Cr(Ⅲ),使其形成氢氧化物沉淀,从而将其去除[7~20]。黄钾铁矾类矿物在合适的浓度和pH值条件下,常温下即可呈隐晶或胶态沉淀[21,22]。此类矿物除具较强的吸附性能外,其晶体中多个晶体化学位置(如K+、Fe3+、SO42-位置)都会形成广泛的类质同象,从而使Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、As等有毒有害元素以吸附或置换的方式进入黄钾铁矾类矿物[23~26],沉淀固着,进而被去除。本文初步研究了黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀对模拟含Cr(Ⅵ)废水的去除效果,讨论了可能的去除机理。1实验材料及分析仪器实验材料包括形成黄钾铁矾和黄铵铁矾沉淀的去离子水、硫酸、硫酸铁(固体试剂,分析纯)、硫酸钾(固体试剂,分析纯)、硫酸氨(固体试剂,分析纯),配制模拟含Cr(Ⅵ)废水的重铬酸钾(固体试剂,分析纯),以及调节pH值的氢氧化钾(固体试剂,分析纯)和氨水。溶液的pH值用pHs-2C型数字式酸度计(上海理达仪器厂)测定。用HP-8453紫外可见分光光计(中国惠普公司化学分析仪器部)测定溶液的Cr(Ⅵ)浓度。物相分析在北京大学化学学院的日本理学(RIGAKU-RA)高功率旋转阳极(1200kV)X射线衍射仪上进行,测试条件:CuK辐射,扫描范围2为2.6~75.0,扫描速度8/min。2实验过程及结果用重铬酸钾配制0.1g/L的Cr(Ⅵ)溶液、合适浓度的Fe2(SO4)3、K2SO4和(NH4)2SO4溶液备用。将含Cr(Ⅵ)溶液加入Fe2(SO4)3溶液,形成模拟含铬废水,再加入适量的K2SO4或(NH4)2SO4溶液,并用KOH溶液或氨水调节pH值,摇匀,在室温下反应72h,使之产生黄钾铁矾类矿物沉淀。然后过滤,取清液用紫外分光光度计测定Cr(Ⅵ)浓度,计算Cr(Ⅵ)的去除率,研究去除效果及影响因素。具体实验过程如下:称取4gFe2(SO4)3试剂15份,分别溶于装有250mL稀硫酸的锥形瓶中,配制出15瓶0.04mol/L的Fe2(SO4)3溶液。三组各5瓶分别加入0.1g/L的Cr(Ⅵ)溶液3mL、2mL和1mL,使模拟废水中Cr(Ⅵ)浓度分别为1.2mg/L(瓶1#、2#、3#、4#、5#)、0.8mg/L(瓶6#、7#、8#、9#、10#)和0.4mg/L(瓶11#、12#、13#、14#、15#),模拟废水中主要离子的浓度见表1。表1模拟废水中主要离子的浓度Table1Concentrationofmainionsinstimulatedwastewater模拟废水Fe3+/gL-1SO2-4/gL-1Cr6+/mgL-1瓶1#~5#4.4801.1521.2瓶6#~10#4.4801.1520.8瓶11#~15#4.4801.1520.4以瓶1#、6#和11#为空白样,作为紫外分光光度计Cr(Ⅵ)浓度的测定参照。在瓶2#、3#、7#、8#、12#、13#中分别加入10mL0.5M的硫酸钾溶液,并用0.5M的KOH溶液调节pH值到2.71、2.73、2.87、2.72、2.79、2.96、2.70、2.77、3.05;而瓶4#、5#、9#、10#、14#、15#分别加入10mL0.5M的(NH4)2SO4溶液,用13的氨水溶液调节溶液的pH值为2.74、2.79、2.95、2.80、2.87、3.05、2.80、2.92、3.04。摇匀,在室温下反应72h。除三个空白样外,其余底部都有黄色沉淀生成。其中pH值为3.05和3.04的样品(瓶13#和瓶15#)中形成的沉淀量多,相应的清液颜色也较浅。分别取上层清液用紫外分光光度计测Cr(Ⅵ)浓度(表2)。表2Cr(Ⅵ)的去除率Table2RemovingrateofCr(Ⅵ)模拟废水pHCr(Ⅵ)浓度/mgL-1去除率(%)瓶2#2.730.25778.6瓶3#2.870.23880.2瓶7#2.790.15880.0瓶8#2.960.14581.8瓶12#2.770.12070.0瓶13#3.050.08878.0瓶4#2.790.24279.8瓶5#2.950.20383.0瓶9#2.870.22174.0瓶10#3.050.12385.0瓶14#2.920.11471.5瓶15#3.040.08279.5将黄色沉淀物自然晾干后做XRD分析,结果表明沉淀物分别为黄钾铁矾(图1a)和黄铵铁矾(图1b),并有较好的结晶度,未见氢氧化铁胶体矿物。矿物岩石地球化学通报337
图1黄色沉淀物的XRD图Fig.1X-raypowderdiffractionpatternsoftheyellowprecipitate3讨论与结论上述实验初步表明,黄钾铁矾类矿物沉淀对含Cr(Ⅵ)废水有较好的去除效果,去除率都在70%以上,最高可达85%。黄钾铁矾与黄铵铁矾沉淀对Cr(Ⅵ)的去除率差别不大;溶液酸碱度对去除率有明显影响,在pH值为2.5~3.2时的相同时间内,较高pH值比低pH值的去除效果好。本实验中,Cr(Ⅵ)浓度对去除率的影响不大,但原始废水的Cr(Ⅵ)浓度高,则处理过滤后清液的Cr(Ⅵ)浓度也偏高。一般认为,Cr2O2-7比CrO2-4有更大的危害性,因此本实验的Cr(Ⅵ)用重铬酸钾试剂配制,在pH值为3左右的酸性溶液中进行反应。在一定条件下,CrO2-4(黄色)和Cr2O2-7(橙红色)可互相转换:酸性条件时,2CrO2-4+2H+=Cr2O2-7+H2O;碱性条件时,Cr2O2-7+2OH-=2CrO2-4+H2O。本实验模拟废水都被调节到较强的酸性条件,因此,实验中Cr(Ⅵ)以Cr2O2-7的形式存在。研究表明,Cr(Ⅵ)可以CrO2-4替代SO2-4的形式进入黄钾铁矾KFe3(SO4)2(OH)6,形成类质同象混晶KFe3(CrxS(1x)O4)2(OH)6[23],且随着CrO2-4替代SO2-4的增多,黄钾铁矾的强衍射峰(2为28~30)向低角度移动。实验中,模拟废水中Cr(Ⅵ)以Cr2O2-7的形式存在,与SO2-4在结构上有较大的差异,难于以SO2-4的形式进入黄钾铁矾;与标准黄钾(铵)铁矾的XRD图谱相比,实验形成的黄钾(铵)铁矾的衍射峰没有明显的向低角度的漂移,因此有理由推测,Cr(Ⅵ)是被吸附在沉淀的黄钾(铵)铁矾上,从而达到去除的目的。但去除机理还需进一步的实验及测试分析来确定,Cr(Ⅵ)去除率与其他因素(加入试剂的量、时间等)的关系也需开展相关的实验研究。黄钾铁矾类矿物沉淀去除Cr(Ⅵ)等有毒有害元素对于一些含有Fe3+、SO2-4的局部环境有重要意义。如酸性矿山废水中含有H2O、Fe3+、SO2-4等形成黄钾铁矾类矿物的主要化学组分。那么,在矿山酸性废水中引入形成黄钾铁矾类矿物需要而废水中又缺乏的化学组分(如K+、NH4+等),调整合适的pH值、介质浓度,使之快速形成胶体沉淀,即可使废水中去除硫,同时可使Cr、As、Cd、Hg等有毒有害物质被吸附或形成共沉淀而固着下来,从而去除,进而减少这些有毒有害元素向环境中的排放。参考文献(References):[1]EaryLE,RaiD.Chromatereducationbysubsurfacesoilsun-deracidicconditions[J].SoilScienceSocietyofAmericaJour-nal,1991,55(3):676-683.[2]WittbrodtPR,PalmerCD.ReducationofCr(Ⅵ)inthepres-enceofexcesssoilfulvicacid[J].EnvironmentalScienceandTechnology,1995,29:255-263.[3]WittbrodtPR,PalmerCD.ReductionofCr(Ⅵ)bysoilhu-micacids[J].EuropeanJournalSoilScience,1997,48(1):151-162.[4]RodreguezMG,AguilarR,SotoG,MartinezSA.ModelinganelectrochemicalprocesstoremoveCr(Ⅵ)fromrinse-waterinastirredreactor[J].JournalofChemicalTechnologyandBiotechnology,2003,78:371-376.[5]HongJ,SewellGW.Cr(Ⅵ)bioreductionintheCr-contam-inatedsubsurfaceenvironment[A].216thAmericanChemicalSocietyNationalMeetingPreceding[C],1998(ENVR).127.[6]LuAH,ZhongSJ,ChenJ,ShiJX,TangJL,LuXY.Re-movalofCr(Ⅵ)andCr(Ⅲ)fromaqueoussolutionsandindus-trialwastewatersbynaturalclino-pyrrhotite[J].Environmen-talScience&Technology,2006,40(9):3064-3069.
凹土负载零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的研究
第１２卷第２期 ２０１３年６月 淮阴师范学院学报（自然科学版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＵＡＩＹＩＮ ＴＥＡＣＨＥＲＳ ＣＯＬＬＥＧＥ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＥＤＩＴＩＯＮ） Ｖｏ１．１２№．２ Ｊｕｎ．２０ｌ３
凹土负载零价铁去除水中Ｃｒ（ＶＩ）的研究
汤同洋，周守勇，李良璐，欧 洁，薛爱莲，赵宜江
（淮阴师范学院化学化工学院，淮安市新型环境功能材料重点实验室，江苏淮安２２３３００）
摘要：以ＦｅＣ１ ・４Ｈ２Ｏ和ＮａＢＨ４为原料，凹土为载体，采用液相还原法制备凹土负载零价铁，
并用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）及ｘ射线衍射（Ⅺ ）进行表征．考察了Ｃｒ（ＶＩ）溶液初始浓度，ｐＨ， 凹土负载零价铁投加量及反应时间等条件对Ｃｒ（ｖｉ）去除效果的影响．结果表明，Ｃｒ（ｖｉ）的去
除率随反应时间和凹土负载零价铁投加量增加而升高，而随ｐＨ和Ｃｒ（ＶＩ）溶液初始浓度升高
而降低；凹土负载零价铁对Ｃｒ（ＶＩ）的还原去除基本符合伪一级反应动力学模型．凹土负载零
价纳米铁Ｃｒ（ＶＩ）的良好去除效果表明其在地表水原位修复领域具有较好的应用前景． 关键词：凹土；零价铁；六价铬；批实验 中图分类号：ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１．６８７６（２０１３）０２—０１３５—０５
０引言
铬污染来源于多种工业，如铬矿石开采与加工、冶金、金属加工、皮革、印染、油漆等．铬在水环境中
主要以Ｃｒ（ｖＩ）或ｃｒ（ＩＩＩ）的形式存在．与Ｃｒ（ＩＩＩ）相比，Ｃｒ（ＶＩ）具有更高的溶解度和迁移性，以及更强的毒 性和致癌、致畸作用．铬对水体的污染不仅在我国而且在全世界各国都已相当严重，世界各国普遍把铬 污染列为重点防治对象¨ Ｊ．因此，在环境修复领域引起了越来越多的关注，我国将其纳人第一类污染物
并规定其最高排放浓度为Ｏ．５ Ｌ，铬污染污染治理是一项十分紧迫的任务．
多年来，国内外学者对修复水体中的Ｃｒ（ＶＩ）污染进行了大量的研究，以化学沉淀法为代表的很多 传统工艺已投人工程实践，同时新兴工艺也层出不穷．零价铁由于其优越的还原性能，在多种重金属及 有机物污染的修复中逐渐获得广泛的应用，自从２０世纪８０年代末有人报道零价铁可以还原去除水溶 液中的氯代有机物以来，利用零价铁处理水体污染物一直是非常热门的研究领域ｂ ］．纳米零价铁技术
《纳米零价铁体系对土壤中Cr(Ⅵ)的去除和滤出特性影响及转化机理研究》范文
《纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性影响及转化机理研究》篇一
摘要：
本文以纳米零价铁体系为研究对象，针对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性进行了深入研究。通过实验分析，探讨了纳米零价铁与Cr（Ⅵ）之间的相互作用机制，以及其对土壤环境和生态安全的影响。研究结果表明，纳米零价铁体系能够有效去除土壤中的Cr（Ⅵ），并对其转化机理进行了详细阐述。
一、引言
随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重。其中，铬（Cr）是一种常见的重金属污染物，主要以Cr（Ⅵ）的形式存在于土壤中，对环境和生物体产生较大的危害。纳米零价铁因其具有较高的反应活性，被广泛应用于重金属污染土壤的修复。本研究旨在探讨纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性的影响及其转化机理。
二、研究方法
本研究采用纳米零价铁与土壤中Cr（Ⅵ）进行反应的实验方法，通过分析反应前后土壤中Cr（Ⅵ）的浓度变化，研究纳米零价铁对Cr（Ⅵ）的去除效果。同时，结合扫描电镜、X射线衍射等手段，观察纳米零价铁的形态变化及与Cr（Ⅵ）之间的相互作用机制。 三、结果与讨论
1. Cr（Ⅵ）的去除效果
实验结果显示，纳米零价铁体系能够有效去除土壤中的Cr（Ⅵ）。随着反应时间的延长，土壤中Cr（Ⅵ）的浓度逐渐降低，去除效率显著提高。这表明纳米零价铁与Cr（Ⅵ）之间发生了化学反应，将Cr（Ⅵ）还原为较低毒性的Cr（Ⅲ）或以其他形式从土壤中移除。
2. 滤出特性
纳米零价铁在反应过程中，能够通过吸附、团聚等方式将土壤中的重金属离子滤出。实验发现，纳米零价铁体系的滤出特性与土壤类型、pH值、反应时间等因素密切相关。在适当的条件下，纳米零价铁能够显著提高土壤中重金属离子的滤出效率。
3. 转化机理
纳米零价铁与Cr（Ⅵ）之间的相互作用机制主要包括还原反应和吸附作用。在反应过程中，纳米零价铁将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ），同时自身被氧化为Fe（Ⅱ）或Fe（Ⅲ）。此外，纳米零价铁还通过吸附作用将土壤中的重金属离子固定在颗粒表面，从而降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性。
Fe_0去除地下水中六价铬的研究_李雅
中国农业大学学报 2011,16(2):160-164JournalofChinaAgriculturalUniversity
Fe0去除地下水中六价铬的研究
李雅 张增强＊ 唐次来 易磊
(西北农林科技大学资源与环境学院,陕西杨凌712100)
摘 要 为了研究零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的效果及影响因素。在实验室条件下,通过批试验,考察了铁粉预处理、铁粉用量、初始pH及阳离子对六价铬去除的影响。结果表明:零价铁能够有效、快速的去除污染水体中的六价铬,机理为氧化还原和共沉淀;其去除率受铁粉预处理、铁粉投加量、初始pH及阳离子的影响;在酸性条件下,Fe2+浓度可以作为六价铬是否完全去除的指示剂。关键词 零价铁;六价铬;地下水;氧化还原;共沉淀中图分类号 X523 文章编号 1007-4333(2011)02-0160-05 文献标志码 A
收稿日期:2010-06-02基金项目:陕西省自然科学基金(2005C105)第一作者:李雅,博士研究生,E-mail:liyafuzhou@通讯作者:张增强,教授,博士生导师,主要从事环境污染修复方面的研究,E-mail:zhangzq58@Simulationonreductionofhexavalentchromiumfrom
groundwaterusingzerovalentiron
LIYa,ZHANGZeng-qiang＊,TANGCi-lai,YILei(CollegeofResourceandEnvironmen,NorthwestAgriculture&ForestryUniversity,Yangling712100,China)
Abstract Inordertoprovideguidanceforpracticalapplicationintheremediationofgroundwaterpollution,theinfluencingfactorsofreductionofhexavalentchromiumfromsolutionwerestudiedbybatchexperimentatlaboratoryscale,suchaspretreated,amountofiron,initialpHandcation.Theresultsshowedthathexavalentchromiumwasremovedquicklyandeffectivelybyzerovalentiron,removalmechanismwasredoxandcoprecipitation;theremovalratiowaseffectedbythepretreatmentwithacidandnickelaqe,theamountofiron,initialpHandcation;Fe2+couldbeusedasanindicatorforcompletereductionofhexavalentchromiumintheacidiccondition.Keywords zerovalentiron;hexavalentchromium;groundwater;redox;coprecipitation
《强化稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除及其机理》范文
《强化稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除及其机理》篇一
一、引言
随着工业化的快速发展，重金属污染已成为当前环境领域面临的重要问题之一。其中，铬（Cr）因其高毒性和环境持久性而备受关注。铬在土壤中主要以Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)两种形态存在，而Cr(Ⅵ)具有更强的毒性和迁移性。因此，有效去除土壤中的Cr(Ⅵ)对于保护环境和人类健康具有重要意义。近年来，纳米零价铁（nZVI）因其良好的还原性能被广泛应用于重金属污染土壤的修复。本文旨在探讨强化稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除效果及其机理。
二、方法
1. 材料与试剂
实验所用纳米零价铁为稳定型纳米零价铁，土壤取自受铬污染的地区。实验中所用试剂均为分析纯。
2. 实验方法
（1）纳米零价铁的制备与表征
采用化学还原法制备稳定型纳米零价铁，并通过透射电子显微镜（TEM）对其形貌和粒径进行表征。
（2）土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除实验 将制备的纳米零价铁与铬污染土壤混合，设置不同剂量和反应时间，测定土壤中Cr(Ⅵ)的去除率。
（3）机理研究
通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段，研究纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除机理。
三、结果与讨论
1. 纳米零价铁的表征结果
制备的稳定型纳米零价铁呈球形或类球形，粒径分布较为均匀，平均粒径约为50nm。
2. 土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除效果
实验结果表明，纳米零价铁能有效去除土壤中的Cr(Ⅵ)，且去除率随纳米零价铁剂量的增加和反应时间的延长而提高。当纳米零价铁剂量为1g/kg，反应时间为7天时，土壤中Cr(Ⅵ)的去除率可达90%
高级还原技术降解水中Cr(Ⅵ)的性能及机理
加曰随着高锰酸钾改性浓度的增加袁改性稻壳对砷渊吁冤的吸附性能逐渐提高遥
渊2冤改性稻壳对砷渊吁冤的吸附机制主要为表面
静电吸附和配位作用袁Thomas模型可很好地描述动
态吸附过程遥酸性条件下袁改性稻壳对砷渊吁冤的吸附
性能较好袁随pH升高袁对砷渊吁冤的去除效果降低遥渊3冤高锰酸钾改性稻壳经盐酸再生后袁吸附量仍
保持在原吸附量的95%以上袁再生性能良好遥
参考文献咱1暂MudrochA袁ClairTA.Transportofarsenicandmercuryfromgoldminingactivitiesthroughanaquaticsystem咱J暂.ScienceoftheTotalEnvironment袁1986袁57院205-216.咱2暂邓再芳.膨化稻壳基重金属吸附新材料动力学及机理研究咱D暂.
绵阳院西南科技大学袁2011.咱3暂梁昊袁罗朝晖袁赵海燕袁等.7种改性水稻秸秆对溶液中Cd的吸
附咱J暂.中国环境科学袁2018袁38渊2冤院596-607.咱4暂KenariSLD袁BarbeauB.SizeandZetapotentialofoxidizedironandmanganeseinwatertreatment院influenceofpH袁ionicstrength袁andhardness咱J暂.JournalofEnvironmentalEngineering袁2016袁142渊5冤院1-8.咱5暂LeeCK袁LowKS袁LiewSC袁etal.Removalofarsenic渊吁冤fromaqueoussolutionbyquaternizedricehusk咱J暂.EnvironmentalTech鄄nologyLetters袁1999袁20渊9冤院971-978.咱6暂陈维芳袁程明涛袁张道方.CTAC改性活性炭去除水中砷渊吁冤的
柱实验吸附和再生研究咱J暂.环境科学学报袁2012袁32渊1冤院150-156.咱7暂黄流雅袁胡娟袁张巍袁等.颗粒活性炭吸附去除水中三氯乙烯的研
《强化稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除及其机理》范文 2
《强化稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除及其机理》篇一
一、引言
随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染已经成为我国土壤环境保护面临的严重问题之一。其中，铬（Cr）是一种常见的重金属污染物，尤其以Cr(Ⅵ)的形式具有较高的毒性和迁移性。纳米零价铁（nZVI）因其强大的还原性能，被广泛应用于土壤中Cr(Ⅵ)的去除。然而，nZVI在应用过程中存在稳定性差、易团聚等问题，影响了其去除效率。因此，强化稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的还原去除及其机理研究显得尤为重要。
二、纳米零价铁的稳定化与还原能力
为提高nZVI的稳定性和还原能力，本研究通过表面修饰、包覆等方法对nZVI进行改性。改性后的nZVI不仅具有更强的还原能力，还增强了在土壤环境中的稳定性，有效避免了团聚和氧化。
三、Cr(Ⅵ)的还原去除过程
在土壤环境中，改性后的nZVI能够与Cr(Ⅵ)发生有效的化学反应，将其还原为毒性较低的Cr(Ⅲ)。这一过程包括电子转移、Cr(Ⅵ)的还原以及产物的沉淀等步骤。通过一系列的化学反应，Cr(Ⅵ)被有效去除，同时nZVI的稳定性得到增强。
四、还原机理研究 本研究通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段，对nZVI与Cr(Ⅵ)的相互作用过程进行深入分析。研究发现，改性后的nZVI表面形成了稳定的铁氧化物层，有效防止了nZVI的进一步氧化。同时，nZVI与Cr(Ⅵ)之间的电子转移机制是Cr(Ⅵ)还原的主要途径。此外，土壤中的其他成分如有机质、黏土矿物等也参与了这一过程，共同促进了Cr(Ⅵ)的去除。
五、实验结果与讨论
通过对比实验，我们发现改性后的nZVI在土壤中对Cr(Ⅵ)的去除效率明显高于未改性的nZVI。此外，我们还发现改性nZVI的稳定性与其在土壤中的分布和团聚情况密切相关。合理的团聚可以增加nZVI的有效表面积，从而提高其反应效率。同时，我们观察到改性nZVI在土壤中的迁移能力也有所提高，这有助于其在更大范围内与Cr(Ⅵ)发生反应。
抑制氧化亚铁硫杆菌作用下沉淀生成的研究
第４０卷第９期
２０１２年５月 广州化工
Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．９
Ｍａｖ．２０１２
抑制氧化亚铁硫杆菌作用下沉淀生成的研究
陶语若
（武汉纺织大学环境工程学院，湖北 武汉４３００７３）
摘 要：为了减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中黄钾铁矾沉淀的生成，通过改变培养基的ｐＨ值、菌种的培养温度、不同的菌种接
种量及优化培养基组分等方法，确定出黄钾铁矾沉淀生成量最少的培养条件，即培养基ｐＨ值为２．０，培养温度为３０ ｏＣ，菌种接种量
为１０％，最佳培养基组分Ｋ２ＨＰＯ 为０．２５ ｇ／Ｌ，ＫＨ：ＰＯ 为０．１９５ ｇ／Ｌ。此条件下即能保持菌种的良好活性，又能使产生沉淀量降至
２．２７ ｇ／Ｌ。
关键词：氧化亚铁硫杆菌；黄钾铁矾沉淀；减少；优化培养基
中图分类号：Ｘ７０１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—９６７７（２０１２）０９—０１１１—０３
Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
Ｇｒｏｗｔｈ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ａｃｉｄｉｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ Ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ
Ｄ 一ｒｔｔｏ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｂｅｉ Ｗｕｈａｎ ４３００７３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｊａｒｏｓｉｔｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｃｉｄｉｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ，ｂｙ
ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｃｕｈｉｖａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｃｕｌｔｕｒｅ，
《纳米零价铁体系对土壤中Cr(Ⅵ)的去除和滤出特性影响及转化机理研究》范文 2
《纳米零价铁体系对土壤中Cr（Ⅵ）的去除和滤出特性影响及转化机理研究》篇一
一、引言
随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染已经成为影响我国生态环境和人类健康的重要因素之一。其中，铬（Cr）因其具有多种氧化态（如Cr(III)和Cr(VI)）以及环境稳定性和迁移性强的特点，已成为研究关注的焦点。在土壤中，Cr(VI)的毒性和环境危害远高于Cr(III)，因此研究有效的去除土壤中Cr(VI)的技术具有非常重要的现实意义。纳米零价铁因其良好的化学还原性和高的反应活性，已被广泛研究用于处理含重金属废水和土壤修复中。本研究主要探讨了纳米零价铁体系对土壤中Cr(VI)的去除和滤出特性的影响以及转化机理，旨在为解决铬污染问题提供科学依据。
二、纳米零价铁体系对土壤中Cr(VI)的去除和滤出特性影响
本研究通过实验室模拟实验，研究了纳米零价铁体系对土壤中Cr(VI)的去除和滤出特性的影响。实验结果表明，纳米零价铁可以有效地去除土壤中的Cr(VI)。当纳米零价铁与Cr(VI)混合后，随着反应时间的延长，土壤中Cr(VI)的浓度逐渐降低，而纳米零价铁则逐渐转化为其他形式的铁。
在滤出特性方面，研究发现纳米零价铁处理后的土壤，其滤出液中的Cr(VI)浓度明显低于未处理的土壤。这表明纳米零价铁可以有效降低土壤中Cr(VI)的迁移性和环境风险。此外，实验还发现土壤类型、pH值和反应温度等因素对纳米零价铁去除Cr(VI)的效果有显著影响。
三、转化机理研究
对于纳米零价铁与Cr(VI)之间的转化机理，本研究认为主要包括以下几个方面：首先，纳米零价铁通过还原作用将Cr(VI)还原为毒性较低的Cr(III)。其次，还原后的Cr(III)可能以铁的氢氧化物或铁-氧化物共沉淀的形式在纳米零价铁表面吸附并形成稳定的新相。最后，一部分Fe与含氧官能团形成共轭复合物并转化为其它形态的Fe（如磁性颗粒物等）。这些共轭复合物也可能有助于增强土颗粒的凝聚能力从而进一步提高污染物的去除效果。
黄钾铁钒法沉铁
A 黄铁矾法除铁原理
a 黄铁矾沉淀组成及热力学稳定性
黄铁矾的分子式通常可以写成A20·3Fe203·4S03·6H20或AFe3（S04）2（OH)6，或A2[ Fe6( SO4）4（OH）12，式中A代表一价阳离子，即可以是K+、Na+、NH4+、Rb+、Ag+、—Pb2+或H3+O等，例如：
黄钾铁矾：KFe3（S04）2（OH）6,其化学组成：K20 9.41%，Fe203 47.83%，S03 31.97%，H20 10.79%。黄钠铁矾：NaFe3（S04）2（OH）6，其化学组成：Na20 6.4%；Fe203 49.42%；S03 33.04%，H20 11.14%。黄铵铁矾：NH4 Fe3（S04）2（OH）6，其化学组成：（NH4）2O 5.43%，Fe203 49.93%，S03 33.37％，H20 11．27％。
这些化合物通常称黄钾铁矾或黄铁矾。在自然界里，有些矿物具有类似的组成，相同的结构和结晶形态，即所谓类质同晶。所谓矾，是一系列类质同晶矿物的总称，而黄钾铁矾是矾中的一种。
波北兹涅克和麦尔文研究了Fe203-S03-H20三元系在某些温度下的平衡情况，如下图所示。所有碱式盐、酸式盐及正盐都位于三元系相图内部，这是由于它们都含有结晶水的缘故。无水硫酸高铁位于Fe203-S03二元系线上，但它在50℃和75℃的条件下不是平衡相，即不会从溶液中以这种成分析出，因而没有在图上出现。按照平衡固相来分类，图大致可分成以下三类区域：
平衡固相是氧化铁的水化物。这是一个非常狭小的区域，位于图中最左端的三角形1中。在这个区域内，从液相析出的固相是一水氧化铁或三水氧化铁。由于后者是介稳相而不是平衡相，因而未在图上标出。液相线基本上不和Fe203-S03二元系边线相交，因而氧化铁的水化物在水中的洛解度非常小。三角形1远离组分S03，表示系统酸度非常低，高铁以氢氧化铁和针铁矿的形态从铸旅由析出需要符合这种条件。黄铁矾除铁必须偏离这个区域，即必须使溶液保持一定酸度。
《不同化学法合成施氏矿物吸附Cr(Ⅵ)机理机制研究》范文
《不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）机理机制研究》篇一
一、引言
随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，特别是六价铬（Cr（Ⅵ））的排放对环境和人类健康构成了严重威胁。施氏矿物作为一种天然矿物材料，因其具有较高的比表面积和良好的吸附性能，被广泛应用于重金属离子的去除。本文将探讨不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理机制，以期为解决重金属污染问题提供新的思路和方法。
二、施氏矿物的合成方法
施氏矿物的合成方法主要包括水热法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。这些方法通过控制反应条件（如温度、压力、pH值等），影响矿物的晶体结构和形貌，从而影响其吸附性能。
三、不同化学法合成施氏矿物的结构与性质
1. 水热法合成施氏矿物具有较高的结晶度和规则的孔道结构，有利于Cr（Ⅵ）的吸附。
2. 溶胶凝胶法合成的施氏矿物具有较大的比表面积和丰富的活性位点，有利于提高Cr（Ⅵ）的吸附容量。
3. 共沉淀法合成的施氏矿物具有较好的分散性和稳定性，有利于提高Cr（Ⅵ）的去除效率。
四、Cr（Ⅵ）的吸附机理 1. 静电吸引作用：施氏矿物表面带负电荷，与带正电荷的Cr（Ⅵ）离子产生静电吸引作用，从而实现吸附。
2. 离子交换作用：施氏矿物中的某些离子可以与Cr（Ⅵ）离子发生交换，从而将Cr（Ⅵ）固定在矿物表面。
3. 还原作用：施氏矿物中的某些组分具有还原性，可以将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ），进而实现吸附和固定。
五、不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理差异
不同化学法合成的施氏矿物在吸附Cr（Ⅵ）时，其机理存在一定差异。水热法合成的施氏矿物主要通过静电吸引和离子交换作用实现吸附；溶胶凝胶法合成的施氏矿物则更注重通过还原作用将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ），从而实现高效吸附；而共沉淀法合成的施氏矿物则综合了上述几种机理，具有较好的综合性能。
六、结论
本文研究了不同化学法合成施氏矿物吸附Cr（Ⅵ）的机理机制。结果表明，不同合成方法合成的施氏矿物在吸附Cr（Ⅵ）时，其机理存在一定差异。水热法、溶胶凝胶法和共沉淀法分别通过静电吸引、还原作用和综合机理实现Cr（Ⅵ）的吸附。因此，在实际应用中，应根据具体情况选择合适的合成方法和吸附机理，以提高Cr（Ⅵ）的去除效率和固定效果。此外，进一步研究施氏矿物的合成方法和改性技术，提高其吸附性能和稳定性，对于解决重金属污染问题具有重要意义。