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氧化铁|铁|赤铁矿|磁铁矿|Fe--红星机器

2011/10/12发布者:红星机器

氧化铁

采用两种人工合成的氧化铁f针铁矿、水铁矿)和赤铁矿作为吸附剂,对含砷(三价砷及三价血价砷混合液)水进行r吸附试验。在初始浓度为12fm斗g,L的As(Ⅲ)溶液巾,水铁矿的吸附效果最好,针铁矿和赤铁矿吸附效果较差;在初始pH为7,As(Ⅲ)和(V)摩尔比为l:l的混合液小时,三种铁矿对总砷的吸附效果均随着As,Fe摩尔比的增大而减小;在As(Ⅲ)和As(V)摩尔比为1:l的混合液中,吸附总砷效果最好的是针铁矿。水铁矿次之,赤铁矿的吸附效果最差;As(V)的存在对除砷效果有一定的影响,三价砷和五价砷共存时,i种铁矿对其吸附具有一定的选择性。

科学界公认,砷是一种有毒的非金属元素,位居污染有毒元素黑名单之首。在天然水体中,砷多以无机化合物的形式存在,包括Ⅲ价的亚砷酸盐和V价的砷酸盐。已有研究表明”“,在地下水含水层,尤其是砂质含水层中,氧化铁可能是砷最重要的吸附剂,而且可E砷酸盐和砷酸盐在氧化铁的表面上都显示出很大的亲和性。在自然环境中,氧化铁以多种矿物形式存在,常见的有水铁矿、纤铁矿、针铁矿和赤铁矿。它们具有不同的特征,如稳定性、比表面积和活动性等M。目前已报道的天然存在的氧化铁中砷的含量变化很大,其中As,Fe摩尔比值变化为2.4×lo“一酸盐通过内部球面综合体可结合到氧化铁上卜…,亚砷酸盐被发现通过内部球面和其它球面综合体而被吸附113l。但有关水铁矿、纤铁矿、针铁矿及赤铁矿吸附水环境中砷的系列研究成果报道较少。本文采用三种氧化铁(水铁矿、针铁矿、赤铁矿)作为吸附剂,对高砷水的吸附效果及其影响因素进行研究,为研究地下水含水层,尤其是砂质含水层中砷的活动性提供科学依据,也对修复被砷污染的地下水具有理论指导作用,具有较强的实用性。

1试验部分

1.1仪器与试剂

主要仪器:AFs一830双道原子荧光光度计;新一佳80—l低速离心机;101—3AB型电热鼓风干燥箱;.09删。砷JB一5定时双向数显恒温磁力搅拌器;Lc—SAx(强阴离子)sPE小柱;分析天平(精确到o.00叭g)pH计;0.2斗m薄膜过滤器。试剂:Fe(Nq)。·9H20、三氧化二铁、砷标准液As(Ⅲ)(GsB-07—1275—2000)、二苯砷酸三钠、硫脲、抗坏血酸、氢氧化钾、硼氢化钾、(以上均为分析纯)、盐酸(优级纯)。

1.2人工合成氧化铁

合成方法主要根据schwertmann和come(1991)【13】设计的方法,稍加修改。(1)针铁矿(o【一Fe00H,分子量为88.8聚丙烯容器中加人50mL新鲜配制的】mo】几Fe(N迅速加入90mL5mo儿KOH,搅拌,用离子lL,加盖,在70℃下保持60h,抽去上清液。离心洗沉淀针铁矿,除去0H一和N0。一。其中OH一利用pH或pH试纸检验,N0卉0用二苯胺检验。将合成的矿转移到小烧杯,在室温下风干,低温存放于阴暗处。

(2)水铁矿(Fe。oo。。·9H20,分子量为409Fe(N0。)3-9H20溶于500mL去离子1m01/L

KOH约330mL,其中最后20mL逐滴加入节pH至7~8,剧烈搅拌。之后,迅速离心得到沉淀物即水铁矿,并将其洗涤除去电解质。将合成的水铁矿转移到小烧杯中,在室温下风干,低温存放于阴暗处。

(3)赤铁矿(0I—Fe。q,分r最为159.6为购买。

1.3含砷水样的配制

实验中配制的水样模拟山西大同盆地山阴一应县一带高砷地下水,即山西山阴、应县地砷病重病区井水含砷量>0.5mg/L,lfl等病区含砷量0.21轻病区含砷量o.05~o.2mg,LI…。根据实验具计三种不同浓度的砷溶液,即:①o.3mg/L、

③1.2mg/L。

1.4砷的吸附试验

根据含水介质中的实际情况设置三种/fi同的As/

Fe摩尔比:

(1),2(As/Fe)=o.001即4mmolFe+1L水样①

(2)n(As/Fe)=o.002即4mm01/Fe+lL水样

(3),2(As/Fe)=o.004即4mm01Fe+lL水样③

在实际操作一p’固定Fe的含量,利用不同浓度的含砷水样,来研究不同情况下砷被吸附规律。采用1L水样,调节初始pH值为7,对含砷水样①②③进行附实验。利用磁力搅拌器加速吸附,静置,适当时间取样。利用AFs一830双道原子荧光光度计根据氢化物发生一原子荧光光谱法(GB厂r223—80—2007中砷的含量。

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