高值化利用含Sb(Ⅲ)废水制备Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)@C复合材料及其性能研究

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),以其吸附废水中的Sb(Ⅲ),得到nZVI/Sb颗粒;将其在500℃下氧气煅烧8 h,制得Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)材料;再以葡萄糖为碳源、600℃氮气热处理,制备了Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)@C复合材料,并对其性能进行了研究。结果表明,nZVI吸附含Sb(Ⅲ)废水的适宜条件为:中性溶液Sb(Ⅲ)初始浓度100 mg/L,nZVI投加量1.2 g/L,室温下吸附50 min,该条件下废水中Sb(Ⅲ)去除率为73%;引入Sb_(2)O_(4)后,铁基负极的首次放电比容量高达1065.6 mAh/g;包覆碳后,Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)@C复合材料电化学性能明显改善,100 mA/g电流密度下,循环150圈后放电比容量仍可保持在483.7 mAh/g,电流密度2000 mA/g时,放电比容量仍有118.2 mAh/g。

铁锰层状双氢氧化物的制备及其对废水中Sb(Ⅲ)的吸附行为

为更好地处理水环境中的锑(Ⅲ)污染问题,本论文采用超声共沉淀法制备了铁锰层状双氢氧化物(Fe-Mn LDH),并研究初始pH、投加量、共存离子、吸附时间及温度等因素对Fe-Mn LDH去除废水中Sb(Ⅲ)的影响。通过SEM、EDS、XRD、XPS和FTIR等表征手段对材料晶体结构、形貌、吸附机制等进行了表征及分析。结果表明,Fe-Mn LDH去除Sb(Ⅲ)的适宜条件为:pH=5、投加量为0.4 g/L、吸附时间150 min;在此条件下,在温度45℃时最大吸附量为77.39 mg/g。吸附过程符合拟二级动力学模型,Freundich吸附等温线模型能够很好地描述Fe-Mn LDH对Sb(Ⅲ)的吸附行为。Sb(Ⅲ)吸附去除机制主要为离子交换、配位络合和静电吸附。通过四次吸附-解析实验发现,Sb(Ⅲ)去除率在83.03%以上,表明Fe-Mn LDH具备处理与修复含Sb(Ⅲ)废水污染的潜力。

新型电芬顿反应器处理酸性矿山废水中的Sb(Ⅲ)

为了高效地去除酸性矿山废水中的Sb(Ⅲ),采用一种基于电芬顿反应的新型反应器进行处理。探讨了新型反应器各项性能(去除率、能耗、·OH产量)的优势;分别考察了电流强度、pH、板间距、曝气速率、电解质浓度对Sb(Ⅲ)去除效果的影响;使用水杨酸和苯醌对电芬顿体系中Sb(Ⅲ)的去除机理进行了分析;并探究新型电芬顿反应器对实际废水中的Sb(Ⅲ)处理效果。结果表明:与吸附、电氧化、传统电芬顿法相比,新型反应器在Sb(Ⅲ)的处理中更加高效,并且能耗更低,通过阴极旋转能够提高·OH的产量,增强电芬顿反应氧化能力;在电流强度为120 mA,pH为3,板间距为2 cm,曝气速率为90 mL·min^(-1),电解质浓度为100 mg·L-1的最佳反应条件下,Sb(Ⅲ)废水去除率接近100%;在电芬顿反应体系中,·OH和HO_(2)·能够共同促进Sb(Ⅲ)的去除;通过该反应器处理实际废水,Sb(Ⅲ)去除率能够达到89%。以上结果可为新型电芬顿反应器高效处理含Sb(Ⅲ)的酸性矿山废水提供参考。