铜渣改性制备多孔硅酸盐负载微纳米零价铁及其去除废水中的Cr(Ⅵ)

摘要

本研究以铜渣为原料,通过碳热还原法制备多孔硅酸盐负载型微纳米铁(简称微纳米铁),用于去除废水中的Cr(VI).研究了微纳米铁的制备条件和废水降解条件对去除Cr(VI)的影响,并探究了相关的反应机理.结果表明,在焙烧温度为1150℃、焙烧时间为40 min、煤用量为25％的条件下制备的微纳米铁去除Cr(VI)的效率最高.扫描电子显微镜和能谱分析表明,铜渣还原焙烧后形成多孔结构,硅酸盐孔洞表面镶嵌大量纳米级至微米级零价铁颗粒.增加微纳米铁的用量、提高废水温度和降低溶液的初始pH值,可以提高Cr(VI)的去除率.在微纳米铁用量为1 g/L、废水温度为27℃、初始pH为3的条件下,处理浓度为10 mg/L的废水,反应2.5 min即可去除100％的Cr(VI).机理分析表明,微纳米铁与Cr(VI)发生了氧化还原反应,Cr(VI)被还原生成Cr(Ⅲ)并被矿化为铬铁矿.