弱磁场作用下零价铁(ZVI)对水体中Sb(Ⅲ)的去除机理

摘要

许多金属含氧阴离子（砷，锑，硒，锝等）可借助铁的氧化物，包括与零价铁(Zero-ValentIron，ZVI)相关的氧化物，通过吸附和/或氧化还原反应从水中除去。本研究中的锑酸盐(Sb(Ⅲ)的水解产物）被ZVI去除的速率是在敞口并充分混合的间歇式反应器中测定的。实验控制条件包括ZVI的老化时间，Fe(Ⅱ)的投加量，Sb的剂量，混合速率，pH，Sb(Ⅲ)的初始浓度等。
　　从实验数据结果观察到，弱磁场（Weak Magnetic Field，WMF）在实验反应过程中的应用，使得Sb(Ⅲ)的最大除去率大约增加了6-8倍。“地球化学”属性(DO，Fetot，Eh和pH)的同步测量和时间序列的相关性分析证明，WMF可促进ZVI腐蚀，延缓ZVI钝化，从而提高ZVI对Sb的去除效果。Sb的K边XANES，EXAFS和XPS的表征结果证明，本研究设置的实验条件下，Sb的去除主要是由于ZVI的加速腐蚀，使Sb(Ⅲ)被氧化成Sb(Ⅴ)，然后被铁的氧化物吸附，以及形成共沉淀。研究发现，WMF对Sb(Ⅲ)的去除效果的增强程度，类似于之前报道过的WMF对Sb(Ⅴ)、As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和Se(Ⅵ)的增强效果。

目录

声明

摘要

第一章 综述

1．1 研究背景

1．1．1 Sb来源与毒性

1．1．2 含Sb废水的治理

1．1．3 ZVI的特性及腐蚀化学

1．1．4 ZVI技术的缺陷

1．1．5 ZVI技术的改进

1．2 研究目的和内容

第二章 实验材料与方法

2．1 实验药品与试剂

2．2 主要仪器

2．3 实验设计

2．4 固相表征

2．4．1 比表面积分析

2．4．2 X射线吸收精细结构光谱(XAFS)分析

2．4．3 X射线光电子能谱分析(XPS)

第三章 ZVI去除水中Sb(Ⅲ)的机制分析

3．1 溶液化学变化的动力学分析

3．2 溶液化学变化的相关性分析

3．3 处理条件对溶液化学的影响

3．4 锑和铁的形态分析

3．5 其它金属和价态的比较

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文