褐铁矿碳热还原制备硫化零价铁及其降解甲基橙废水研究

以褐铁矿和硫磺为原料,通过碳热还原法制备硫化零价铁(S-ZVI),并将其用于降解甲基橙废水。考察了制备条件对S-ZVI性能的影响,结果表明,在硫磺用量为3%、焙烧温度为1000℃、煤用量为25%、焙烧时间为60 min条件下制备的S-ZVI对甲基橙的降解性能最佳。对最佳条件制备的S-ZVI进行XRD、SEM和EDS分析,结果表明,S-ZVI颗粒呈核壳结构负载于石英表面,粒度主要分布在200~400 nm。研究了反应条件对S-ZVI降解甲基橙的影响,结果表明,增加S-ZVI的用量和降低废水初始pH值,均能提高甲基橙的降解率。在S-ZVI用量为2.5 g/L、废水温度为30℃、初始pH值为7.18、甲基橙浓度为600 mg/L的条件下,反应60 min后S-ZVI对甲基橙的去除容量达194.61 mg/g。机理分析表明,S-ZVI与甲基橙溶液发生氧化还原反应,S-ZVI中的ZVI部分被氧化为磁铁矿,甲基橙分子的偶氮键被破坏,生成磺胺酸。

碳热还原法制备MoS_(x)@ZVI复合材料及其处理酸性橙G废水研究

以辉钼矿(MoS_(2))、褐铁矿和无烟煤为原料,通过碳热还原法制备了MoS_(x)@ZVI复合材料。研究了MoS_(2)用量、焙烧温度、无烟煤用量和焙烧时间对MoS_(x)@ZVI去除酸性橙G(OG)的影响,并确定了制备MoS_(x)@ZVI的较优制备条件为焙烧温度1000℃、MoS_(2)用量6%、焙烧时间60 min和无烟煤用量25%。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪对较优条件制备的MoS_(x)@ZVI进行表征,结果表明,材料中生成了大量核壳结构的硫化零价铁,内核为Fe-Mo-C合金,外壳可能由硫化钼、FeS、C、钼氧化物和铁氧化物组成。降解实验结果表明,将较优条件制备的MoS_(x)@ZVI碎磨至粒径<0.1 mm,用0.6 g MoS_(x)@ZVI处理400 mL 200 mg/L OG模拟废水,在初始pH=3.0~10.0范围处理150 min,OG的去除率均在90%以上。