改性介孔分子筛吸附砷的研究

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1、改性介孔分子筛吸附砷的研究彭长宏，余芳，邓松，黄虹(中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙，410083)摘要：采用静态和吸附法研究改性介孔分子筛吸附砷的动力学，吸附时间、pH值和吸附温度等对其吸附性能的影响，并初步探索了改性介孔分子筛吸附砷的机理。静态实验结果表明，砷的吸附平衡时间为180min，吸附行为符合拟一级动力学方程，最优pH值和吸附温度分别为3.0和25℃，此条件下的平衡吸附容量为8.500mg/g。FT-IR图谱等的测试结果表明，改性介孔分子筛对砷的去除存在化学配合和表面吸附。关键词：改性吸附

2、剂，介孔分子筛；吸附；砷中图分类号：O647.3文献标志码：AStudyonarsenicadsorptionbymodified-mesoporous-molecular-sievePENGChang-hong,YUFang,DENGSong,HUANGHong(SchoolofMetallurgicalScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Theadsorptionpropertiesfro

3、marsenicsolutionbymodified-mesoporous-molecular-sieve(MMMS)wereinvestigatedusingstaticanddynamicadsorptionexperimentsrespectively.TheresultsofstaticadsorptionexperimentshowedthattheadsorptionrateofarsenicismainlydeterminedbycontactingtimepHvalueandtempera

4、ture,anditsadsorptionmechanismcanbedescribedbypseudo-firstorderkineticequation.Theequilibriumtimeofcontactwas180min,theoptimumpHofadsorptionwas3.0andthebesttemperaturewas25℃.Thestaticsaturatedadsorptioncapacityofarsenicwas8.500mg/gataboveoptimumconditions

5、.Theresultsofdynamicexperimentsshowthatthedynamicremovalefficiencyofarsenicisbetterthanthatofstaticexperiment,andthedynamicadsorptioncapacityofarsenicwas8.701mg/g.TheresultsofFT-IRspectraanalysisshowthatchemicalcomplexationandsurfaceadsorptionarecombinedi

6、ntheremovalprocessofarsenicbyMMMS.Keywords:modifiedabsorbent;mesoporousmolecularsieve;adsorption;arsenic;有色行业的发展带来了严重的砷污染问题，产生人畜中毒和死亡事故[1]。欧洲、美国及日本等西方国家实行饮用水的最高允许含砷质量浓度为10μg/L[2]，我国目前规定的饮用水最高允许含砷质量浓度为50μg/L[3]。所以，如何防治有色行业砷危害成为当前研究的重点和难点。普遍采用的有色含砷废水处理方法是石灰

7、中和沉淀和硫化沉淀[4-7]。但含砷沉淀物的返溶和沉淀物处理是其无法解决的难题[8-10]。与其它方法相比，吸附法具有简单易行、处理量大、经济适用、耐环境冲击及可实现零废渣排放等优点[11-12]。可用的吸附剂有活性铝、活性炭、赤铁矿与二氧化钛等。本文以改性的介孔分子筛为吸附剂，采用静态吸附法研究了其吸附砷的性能，考察了改性介孔分子筛吸附剂静态脱附和再生吸附性能及其吸附剂对砷的重复使用效果，同时采用傅里叶红外光谱测试(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)测试、X射线衍射(XRD

8、)和BET等研究了改性介孔分子筛吸附剂吸附前后的结构特征。1试验基金项目：国家自然科学基金资助项目(20977113)通信作者：彭长宏(1966?)，男，湖南长沙人，教授，从事新型吸附剂合成与应用及铁氧体材料；电话：0731-88836940；E-mail:peng9103@163.com11.1试剂与仪器主要试剂：改性介孔分子筛，按文献[12]方法合成；其余试剂，如三氧化二砷、氢氧化钠、酚酞、甲基橙、无水乙醇和盐酸等均外购，