改性活性炭负载纳米零价铁吸附Cr(Ⅵ)的机理研究

以Fe_(2)O_(3)和活性炭(AC)为原料,经行星球磨机混合后,在850℃、氢气气氛下进行气相还原,制备nZVIAC复合材料。对nZVI-AC进行SEM、EDS、XRD表征分析,并对水中Cr(Ⅵ)进行吸附实验,探究不同吸附材料、吸附剂投加量、pH值、反应时间和Cr(Ⅵ)初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附能力的影响,并进行吸附动力学分析。实验结果表明,球磨混合方式和气相还原法能够使部分Fe~0达到纳米尺度,并负载到AC上,成功制备出nZVI-AC材料。球磨混合方式显著提高Fe~0对Cr(Ⅵ)的吸附作用。Cr(Ⅵ)浓度为20 mg/L、反应温度25℃时,nZVI-AC最佳投加量为0.4 g/L,最佳pH值为3,反应在50 min达到吸附平衡,去除率为99.5%。动力学分析表明,nZVI-AC对Cr(Ⅵ)吸附遵循准二级动力学模型和Elovich动力学模型,是发生在非均匀表面的化学吸附。对反应后nZVI-AC的XPS分析表明,吸附机制主要是化学还原和共沉淀作用以及少量的直接吸附作用。