硫化亚铁改性生物炭对水中Cr(Ⅵ)的去除机理研究

本研究采用Fe^(3+)和S^(2-)共浸渍剩余污泥后,热解制备硫化亚铁/生物炭复合材料(MBC),考察了MBC的制备条件及其对Cr(Ⅵ)的去除效果,并采用SEM、TEM、XRD和XPS等对材料进行表征,探讨去除机理.结果表明:选择污泥作为热解碳源和载体,掺入Fe^(3+)和S^(2-)后,可在较低的热解温度(500℃)下制备出性能优良的除Cr(Ⅵ)材料;酸性条件有利于MBC对Cr(Ⅵ)的去除,当pH值为2~4时,2.5g/L的MBC对浓度为50mg/L以下的Cr(Ⅵ)去除率高达99%以上;MBC+NaOH(pH=7.8)组合工艺可彻底将溶液中的总Fe和总Cr去除,反应后生成的沉淀较紧实,出水无色透明.表征结果表明,纳米硫化亚铁及氧化铁颗粒成功负载于污泥生物炭上,并以半透明膜的形式包覆在材料表面;复合材料中的Fe^(2+)、Sn^(2-)和C=O均可作为电子供体将大部分Cr(Ⅵ)还原,并形成C-O-Cr、C=O-Cr等络合物,剩余少量Cr(Ⅵ)可通过吸附作用被去除,即MBC对Cr(Ⅵ)的去除机制主要为化学还原、静电吸附和络合作用,且还原过程起着关键作用.