抗坏血酸稳定纳米零价铁的制备及其在含Cd(Ⅱ)废水处理中的应用

摘要

利用液相还原法制备抗坏血酸稳定纳米零价铁(AAS-nZVI)并将其应用于含Cd(Ⅱ)废水的处理.在确定最佳AAS/Fe2+(摩尔比)的基础上,研完了AAS-nZVI投加量、反应时间和溶液初始pH对Cd(Ⅱ)处理效果的影响,通过L9(34)正交试验优化AAS-nZVI处理含Cd(Ⅱ)废水的工艺条件;考察了AAS-nZVI的空气稳定性及其处理含Cd(Ⅱ)废水的动力学特性;通过SEM和XRD对处理Cd(Ⅱ)前后的AAS-nZVI进行形貌观测和表征分析.结果表明,AAS/Fe2+(摩尔比)为1:3时,AAS-nZVI对Cd(Ⅱ)去除的去除效果最佳.AAS-nZVI投加量、反应时间和溶液初始pH对Cd(Ⅱ)去除率的影响均达到显著水平(p＜0.05),其中AAS-nZVI投加量的影响达到极显著水平(p＜0.01);其显著性大小依次为:AAS-nZVI投加量＞反应时间＞溶液初始pH.在AAS-nZVI投加量为2.0g/L、反应40min、溶液初始pH=6的最佳工艺条件下,含Cd(Ⅱ)废水(初始浓度20mg/L,溶液体积100mL)的去除率可达92.62％.AAS-nZVI具有很好的空气稳定性,空气中放置15d的AAS-nZVI对Cd(Ⅱ)的去除率仅下降1.99％.AAS-nZVI对Cd(Ⅱ)的去除较好地符合准一级动力学模型,可用L-H动力学模型描述;AAS-nZVI对Cd(Ⅱ)的去除是吸附和还原共同作用的结果.