Hi,下午好,欢迎来到万化宝!

免费注册

万化头条

wanhuabao.com

  • 产品
  • 企业
  • 求购
发布求购

首页> 化工资讯 > 南京工业大学徐艳华教授的研究组在处理含砷废水方面取得了新进展

南京工业大学徐艳华教授的研究组在处理含砷废水方面取得了新进展

行业资讯浏览次数:362发布时间:20-08-25

最近,南京工业大学环境学院的徐艳华教授等人在《科学》杂志上发表了题为《使用聚合物基水合氧化铁吸附剂同时有效去除有机/无机砷:容量评估和机理》的论文.整体环境.研究论文(全面环境科学742(2020)140508).根据不同类型砷的分子结构和理化性质,从吸附剂的骨架性质及其对被吸附物的亲和性和选择性的角度,介绍了水合氧化铁负载离子交换树脂复合材料的制备方法.系统研究提高了其对有机和无机砷的吸附性能.本文为同时处理含有多种类型含砷化合物的含砷废水提供了思路.

有机砷被广泛用作动物饲料添加剂,以杀死寄生虫并促进动物生长.动物摄入的大多数有机砷在体内不会发生代谢反应.它们以不变的化学形式直接通过粪便和尿液排泄.尽管有机砷的毒性较小,但可以通过非生物和生物转化将其转化为剧毒的无机砷,从而污染土壤和水.在含氧和高pH条件下,无机砷通常以五价砷离子(As(V))的形式存在.长期接触无机砷会增加人类患癌症的风险,因此必须采取有效方法来处理水溶液中的砷.

吸附由于操作简单,成本低而受到广泛关注.目前,砷的主要吸附材料是活性炭,金属氧化物,高分子材料等.但是,这些材料具有一些缺点.例如,金属氧化物具有高吸附容量和理想的再生容量,但是它们的机械强度低并且容易被阻塞,这使得难以直接应用于柱吸附.聚合物吸附剂具有纳米孔结构,可调节的表面化学性质和有效的再生能力.然而,它们的污染物去除仅限于单一的物理或化学吸附,并且难以同时去除多种环境污染物.因此,有必要开发一种新型的功能性吸附剂,以同时去除不同的砷污染物.

无机砷以溶液中的离子形式存在,可以通过静电或配位作用吸附.对于有机污染物,范德华力是各种吸附材料共有的共同作用.微孔填充是具有微孔结构的材料重新吸附的另一种方式.吸附剂表面有机污染物与官能团之间的常见相互作用包括酸碱相互作用,氢键和πCπC电子给体C受体相互作用(πCπCEDA).同时,去除水中有机毒物和无机污染物的关键是将不同的吸附位有效地结合成一个单元.开发能够同时去除有机砷(PAC)和无机砷的吸附剂材料仍然存在挑战.

在本文中,阴离子交换树脂用于负载水合氧化铁HFO以合成HFOR,该HFOR可同时从水中去除p-ASA和As(V).首先,分析了HFOR的理化性质,综合评价了HFOR在不同砷物种上的吸附性能.其次,系统研究了HFOR在p-ASA和As(V)上的等温平衡和吸附动力学,揭示了不同砷的吸附途径,研究了pH和共存物质对HFOR吸附性能的影响.最后,进行了循环吸附再生和固定床柱实验,以评估该材料在长期应用中的可行性.

图1在(a)单系统和(b)二进制系统中,五种吸附剂对As(V)和p-ASA的吸附

HFOR可以同时有效去除溶液中的As(V)和p-ASA.该研究有望为去除特定的共存水污染物提供新思路,并扩大功能树脂在水污染控制领域的应用范围.由于在p-ASA存在下As(V)优先吸附,因此可以通过不同方式将不同的砷物质吸附到HFOR上.

图2溶液的pH值与(a)单系统和(b)两种溶液的关系As(V)和p-ASA吸附在元系统

当溶液中存在As(V)时,p-ASA的吸附受到抑制,p-ASA的最大吸附量为21.73 mg / g,低于最大吸附量p-ASA的存在对As(V)的吸附过程影响很小,这表明HFOR对As(V)具有很强的亲和力和高选择性.发生优先吸附的原因有两个.首先,静电相互作用的强度很大程度上取决于pH.在相同的pH值下,As(V)携带的负电荷量高于p-ASA.其次,p-ASA和As(V)可以与HFO特异性结合形成复合物.As(V)可以提供四个可能的位置与HFO形成单核复合物,而p-ASA仅提供三个边缘位置以与HFO形成单核复合物.与p-ASA相比,As(V)可以提供更多的配位点,因此前者可以轻松与HFO形成表面配合物.因此,当As(V)和p-ASA共存于系统中时,HFOR对As(V)的吸附能力高于p-ASA.