不同纳米材料对As(Ⅲ)的吸附机制

摘要

为明确不同纳米材料对水中As(Ⅲ)的吸附效果和机制,筛选出经济有效的As污染吸附材料,采用批处理振荡平衡法,研究了多层氧化石墨烯(多层GO)、20 nm羟基磷灰石(P20)、40 nm羟基磷灰石(P40)以及纳米零价铁(nFe)对As(Ⅲ)的吸附差异性.结果表明,不同纳米材料对As(Ⅲ)的吸附能力存在显著差异(PP20(2.74 mg·g-1)>P40(2.17 mg·g-1)>nFe(0.976 mg·g-1).其中,多层GO对As(Ⅲ)的吸附效果最好,其饱和吸附量是nFe的17.8倍.通过能量弥散X射线谱(EDS)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等对不同纳米材料吸附As(Ⅲ)前后进行分析,证实了多层GO的吸附机制是以单层化学吸附为主;P20、P40、nFe吸附机制为材料表面的聚沉吸附及含氧官能团与As(Ⅲ)发生络合等反应的吸附.实验结果表明多层GO可作为吸附材料用于As(Ⅲ)污染水体的修复.