纳米MnFe2O4@DE复合材料对重金属钒的钝化稳定化效果

为获得能够有效减少日益严重的土壤钒污染的稳定剂,该文合成了纳米铁锰氧化物@硅藻土复合材料(MnFe2O4@DE),并通过模拟试验研究该复合材料对土壤钒的稳定化效果及机理,通过植物试验探究了该复合材料对土壤钒生物有效性的影响。试验结果表明,MnFe2O4@DE的最佳投加量为7%,此时其对钒的稳定化率分别约为硅藻土(DE)和MnFe2O4的16.87及1.24倍;时间和pH值单因素试验证明MnFe2O4@DE对土壤钒的稳定化效果能保持较长时间,酸性及中性pH有利于复合材料对钒的稳定。表征与钒形态分析结果表明,复合材料的稳定化效果较好与其较大比表面积和孔体积、钒的残渣态含量增加以及钒价态降低有关。植物萌发试验表明,添加复合材料可使钒污染组的油菜幼苗发芽率、株高和根长较未加钒的对照组无明显差异,植物中钒含量减少约80%。因此,MnFe2O4@DE复合材料在重金属污染土壤修复中具有较好应用前景。

纳米铁锰氧化物对钒的吸附特性研究

为寻求处理土壤和地下水钒污染的吸附剂,采用模拟实验,开展了纳米铁锰氧化物(MnFe_2O_4)对五价钒(V^(5+))的吸附特征研究,分析了纳米铁锰氧化物浓度、pH值、时间、温度和初始钒浓度等因素对MnFe_2O_4吸附V^(5+)的影响,以揭示纳米铁锰氧化物的吸附动力学及热力学等特征,并通过扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)等表征方法分析了纳米铁锰氧化物吸附V^(5+)的机理.结果表明,在初始钒溶液为100 mg·L^(-1),MnFe_2O_4加入量为0.1 g,pH=4,温度为25℃的条件下,吸附过程在24 h达到平衡,且此条件下有最大吸附值和吸附率,分别为15.14 mg·g^(-1)和60.54%.纳米铁锰氧化物吸附钒的动力学过程符合伪二级动力学模型,等温吸附线符合Langmuir模型.热力学研究表明,升高温度有利于吸附,吸附过程为吸热过程.由扫描电镜结果可知,纳米铁锰氧化物有较大的比表面积,可提供较多的活性位点.因此,纳米铁锰氧化物可作为一种吸附材料用于钒污染废水处理.