羟基铁溶液—蒙脱石体系对砷的吸附

可溶的羟基铁离子和铁的沉淀物对砷有极强的亲和性,而蒙脱石对Fe(III)的水解以及Fe(III)的沉淀物相的生长有重要影响.为研究砷酸、羟基铁溶液和蒙脱石的混合顺序对羟基铁-蒙脱石体系砷吸附行为的影响,进行了3个系列的实验:(1)先混合羟基铁溶液和蒙脱石,后加入砷;(2)先混合羟基铁溶液和砷,后加入蒙脱石;(3)先混合蒙脱石和砷,后加入羟基铁溶液.对每个系列实验,则研究了pH、离子强度、温度、初始铁质量浓度、初始砷质量浓度和吸附时间对砷吸附率的影响.结果表明,所有3个系列的砷吸附率均随pH、温度、初始铁质量浓度、吸附时间的增加而不同程度增加,随离子强度和初始砷质量浓度的增加而不同程度降低.在研究的pH范围内,砷吸附率随pH的变化趋势与前人报道的羟基铁溶液体系不同,与蒙脱石相似.离子强度对砷吸附能力的显著影响表明外层络合可能是羟基铁-蒙脱石体系吸附砷的重要机制.在所有实验条件下,三种混合顺序的羟基铁-蒙脱石体系都表现出极强的砷吸附能力,其中系列(2)的砷吸附量最大而系列(1)最小,原因与3个系列实验的砷、羟基铁溶液和蒙脱石的混合顺序不同有关.用X射线衍射和透射电镜研究了3个系列实验沉淀物的物相组成.结果显示,除吸附于蒙脱石表面形成羟基铁-蒙脱石复合体外,羟基铁还以形成纳米级含水氧化铁颗粒及其聚合体的方式沉淀于复合体之间.系列(2)样品的纳米级铁颗粒粒径相对更小,分布更均匀.