納米TiO2-炭黑體系吸附去除水Cr(Ⅵ)的研究.pdf

1、水中Cr(Ⅵ)離子嚴重威脅著人類的健康，引起人們的廣泛關注，因此也是亟需解決的問題。目前，化工吸附凈化技術已被廣泛應用。吸附法去除Cr(Ⅵ)廢水很大程度上取決于吸附材料的先進性以及合理的設計。因此，開發(fā)費用低、吸附性能良好的材料成為Cr(Ⅵ)離子廢水處理的研究熱點。
　　本文采用炭黑與鈦酸四正丁酯為原料，通過溶膠．凝膠法獲得復合材料HCB/TiO2，通過X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、X

2、射線光電子能譜分析儀(XPs)和電位滴定法來表征樣品的性能。HCB/TiO2去除Cr(Ⅵ)過程中部分Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ)，通過ICP、FTIR、XPS等表征手段對吸附Cr(Ⅵ)后的樣品及溶液進行研究，推測去除機制。在吸附去除Cr(Ⅵ)過程中，研究主要因素包括吸附劑的投加量、接觸反應時間、pH、溶液的初始濃度、復合HCB的質量等變量，以及吸附等溫線、吸附動力學以及熱力學。進一步探索HCB/TiO2的再生性能、與其他吸附劑的可對比性。

3、
　　研究結果表明，HCB/TiO2的XRD尺寸為66.4nm及表面的pHpzc為4.3，HCB/TiO2表面官能團包括C-H、C-C; C-OH; C=O、C-O-C; COOH，含量依次為56.4、12.6、10.08、20.92％。
　　推測HCB/TiO2去除Cr(Ⅵ)的機制為:首先，在強酸性的條件下，吸附劑表面的官能團質子化而富集正電荷，高含氧Cr(Ⅵ)陰離子在靜電力的作用下吸附到HCB/TiO2表面的某些活性位點

4、上。其次，吸附劑表面的質子化官能團提供電子，部分Cr(Ⅵ)還原成三價鉻Cr(Ⅲ)。
　　HCB/TiO2對Cr(Ⅵ)的吸附實驗結果表明:最佳固液比、pH、溫度、平衡時間、HCB的復合質量分別為2g/L、2、25℃、150 min、2 g(63％)。HCB/TiO2對Cr(Ⅵ)的吸附行為遵循Freundlich、偽二級動力學擬合模型，熱力學參數表明，吸附過程為自發(fā)吸熱化學吸附過程。循環(huán)5周期后的吸附能力仍保持82.1％以上。在pH為