平衡法研究碱式碳酸钇吸附去除水中as(iii,v)的效果
本文制备了碱式碳酸钇(BYC)，并研究了碱式碳酸钇吸附去除水中As(III,V)的效果。结果表明，碱式碳酸钇对As(III)和As(V)均表现出优越的吸附性能，尤其是对As(V)，其饱和吸附量高达500 mg/g。并分别探究了砷初始浓度，温度，酸度，陪伴离子等因素对吸附效果的影响。结果指出，砷的初始浓度越高，溶液pH越低，碱式碳酸钇对砷的吸附量就越大。陪伴阴离子HPO42-因与碱式碳酸钇表面产生化学的专性吸附，因此对碱式碳酸钇表面吸附As(III,V)产生强烈的抑制作用。阴离子对碱式碳酸钇吸附As(III,V)的影响能力为Cl- ≈ NO3- < SO42- < HPO42-。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1仪器和试剂 2
1.2 Y(OH)CO3的制备 3
1.3分析方法 3
1.4摇床试验 3
1.5吸附量测定 4
2 结果与讨论 4
2.1 As初始浓度对吸附效果的影响 4
2.2温度对吸附效果的影响 5
2.3 pH对吸附效果的影响 6
2.4不同陪伴离子对吸附效果的影响 6
3 结论与展望 7
3.1结论 7
3.2 展望 8
致谢 8
参考文献 9
平衡法研究碱式碳酸钇吸附去除水中As(III,V)的效果
引言
引言
由于自然界的自然释放以及随着工业的不断发展，人为的大量开采、生产和使用含砷化合物，导致了地下水及饮用水中砷的严重超标。我国地方性饮水砷中毒也分布甚广，如内蒙古、新疆、台湾等地区饮用水中含砷量已高达0.2～2.0 mg/L，严重超过我国现行饮水卫生标准As浓度<0.01 mg/L[1]。因此，近年来，水中砷的污染引起环境化学家的高度重视，最新饮用水标准进一步强化了对于含砷水的污染治理的紧迫性。饮水除砷是改善水中砷污染严重，防治地方性砷中毒的关键措施，除砷技术和除砷材料将成为今后研究的重要课题之一。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 对于大多数水体，pH值呈中性或近中性，此时，水体中的砷主要是以亚砷酸( H3AsO3)的形式存在；砷化物的形态不同，其理化性质差异较大，且其毒性不同，毒性大小顺序为：As (III) ＞ As (V) ＞ 甲基砷酸(MMA) ＞ 二甲基砷酸(DMA) 。在天然水体中As(III)主要是以亚砷酸(H3AsO3)的形式存在；而As(V)通常以H2AsO4或HAsO42酸根形式存在。此外，As在水中的形态也受水中其它共存离子和环境污染的影响。As(III)，As(V)的水解反应及pKa值见下列公式(1)(5)[2]:
氧化还原电位和pH值决定砷在水中的存在形式。氧化环境中，在低pH值(pH<6.9)条件下As在水中的形态以H2AsO4形式为主，在高pH值条件下以HAsO42为主；还原环境中，当pH<2.2时，以H3AsO4为主[3]。通常，无机砷化合物比有机砷化合物的毒性大，在地下水和地表水系中氧化环境中以As(V)（砷酸盐）为主要存在形式，而在还原条件下则主要以As(III)（亚砷酸盐）存在。As(III)比As(V)的毒性大得多，且更易迁移[4,5]。
鉴于水体中砷及其化合物对人体的危害，国内外对水体中的含砷量都有较为严格的要求，对水体中砷及其化合物去除方式的研究也引起学者的重视。国内外饮用水除砷的常用方法主要有混凝沉淀、吸附、离子交换、膜技术等[2]，其中吸附法由于处理效率高、抗干扰能力强、成本低、吸附剂可再生重复利用、对环境不会或很少造成二次污染等优点而受到广泛关注。吸附法是以不溶性的、具有高比表面积的固体材料作为吸附剂，通过物理吸附、化学吸附或离子交换等机制，将水中的溶解性砷吸附在自身表面上，从而达到除砷目的。如零价铁吸附法，活性炭吸附法，二氧化锰吸附法，复合材料吸附法，纳米材料吸附法，生物吸附材料吸附法等。吸附剂吸附砷的能力与所用吸附剂的表面积密切相关，吸附剂表面积越大，吸附能力越强[6]。同时吸附剂吸附能力也与吸附条件，如溶液的pH值、温度、离子强度、砷浓度和吸附时间等有关。
目前，所在研究的矿物材料容易溶出其他离子，造成二次污染；纳米材料由于微粒尺寸小，其比表面积非常大，具有较大的吸附容量，但材料选取较为困难，费用比较高，抗干扰能力差，其应用受到限制；生物吸附材料以其低成本，但其吸附容量偏低，限制了其大规模应用。因此，这些用于除砷的吸附剂往往存在如下缺点：（1）材料易得，但吸附容量偏低，除砷效果不理想；（2）吸附容量大，但材料费用一般比较高，其应用也受到限制；（3）除砷吸附剂对As(V)有很好的吸附性，而对As(III)的吸附去除率却较低[7]。因地下水为还原环境，所以，砷主要以As(III)存在。因此，研究开发对As有良好吸附性能且经济可操作性强的吸附剂具有重要的现实意义。
本试验利用硝酸钇溶液和尿素制得碱式碳酸钇，并研究不同As初始浓度，温度，酸度以及不同陪伴离子等因素对碱式碳酸钇吸附去除水中砷的效果的影响，为研发新型高效除砷吸附剂提供参考。
材料与方法
1.1仪器和试剂
本试验所用试剂和仪器分别见表1.1和表1.2。
表1.1试验试剂
试剂名称
规格
生产厂家
Y(NO3)36H2O
优级纯
中国西陇化工有限公司
尿素
分析纯
中国西陇化工有限公司
氯化钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
氢氧化钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
硫酸钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
硫脲
分析纯
中国西陇化工有限公司
Na2HPO412H2O
分析纯
中国西陇化工有限公司
L抗坏血酸
分析纯
中国西陇化工有限公司
硝酸
分析纯
上海凌峰化学试剂有限公司
硝酸钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
硼氢化钾
分析纯
中国西陇化工有限公司
氢氧化钾
分析纯
中国西陇化工有限公司
超纯水
电阻率=18.25 MΩcm
美国纯净水国际公司LLC
表1.2试验仪器及型号
仪器名称
型号
生产厂家
往复式水浴恒温培养振荡器
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1仪器和试剂 2
1.2 Y(OH)CO3的制备 3
1.3分析方法 3
1.4摇床试验 3
1.5吸附量测定 4
2 结果与讨论 4
2.1 As初始浓度对吸附效果的影响 4
2.2温度对吸附效果的影响 5
2.3 pH对吸附效果的影响 6
2.4不同陪伴离子对吸附效果的影响 6
3 结论与展望 7
3.1结论 7
3.2 展望 8
致谢 8
参考文献 9
平衡法研究碱式碳酸钇吸附去除水中As(III,V)的效果
引言
引言
由于自然界的自然释放以及随着工业的不断发展，人为的大量开采、生产和使用含砷化合物，导致了地下水及饮用水中砷的严重超标。我国地方性饮水砷中毒也分布甚广，如内蒙古、新疆、台湾等地区饮用水中含砷量已高达0.2～2.0 mg/L，严重超过我国现行饮水卫生标准As浓度<0.01 mg/L[1]。因此，近年来，水中砷的污染引起环境化学家的高度重视，最新饮用水标准进一步强化了对于含砷水的污染治理的紧迫性。饮水除砷是改善水中砷污染严重，防治地方性砷中毒的关键措施，除砷技术和除砷材料将成为今后研究的重要课题之一。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 对于大多数水体，pH值呈中性或近中性，此时，水体中的砷主要是以亚砷酸( H3AsO3)的形式存在；砷化物的形态不同，其理化性质差异较大，且其毒性不同，毒性大小顺序为：As (III) ＞ As (V) ＞ 甲基砷酸(MMA) ＞ 二甲基砷酸(DMA) 。在天然水体中As(III)主要是以亚砷酸(H3AsO3)的形式存在；而As(V)通常以H2AsO4或HAsO42酸根形式存在。此外，As在水中的形态也受水中其它共存离子和环境污染的影响。As(III)，As(V)的水解反应及pKa值见下列公式(1)(5)[2]:
氧化还原电位和pH值决定砷在水中的存在形式。氧化环境中，在低pH值(pH<6.9)条件下As在水中的形态以H2AsO4形式为主，在高pH值条件下以HAsO42为主；还原环境中，当pH<2.2时，以H3AsO4为主[3]。通常，无机砷化合物比有机砷化合物的毒性大，在地下水和地表水系中氧化环境中以As(V)（砷酸盐）为主要存在形式，而在还原条件下则主要以As(III)（亚砷酸盐）存在。As(III)比As(V)的毒性大得多，且更易迁移[4,5]。
鉴于水体中砷及其化合物对人体的危害，国内外对水体中的含砷量都有较为严格的要求，对水体中砷及其化合物去除方式的研究也引起学者的重视。国内外饮用水除砷的常用方法主要有混凝沉淀、吸附、离子交换、膜技术等[2]，其中吸附法由于处理效率高、抗干扰能力强、成本低、吸附剂可再生重复利用、对环境不会或很少造成二次污染等优点而受到广泛关注。吸附法是以不溶性的、具有高比表面积的固体材料作为吸附剂，通过物理吸附、化学吸附或离子交换等机制，将水中的溶解性砷吸附在自身表面上，从而达到除砷目的。如零价铁吸附法，活性炭吸附法，二氧化锰吸附法，复合材料吸附法，纳米材料吸附法，生物吸附材料吸附法等。吸附剂吸附砷的能力与所用吸附剂的表面积密切相关，吸附剂表面积越大，吸附能力越强[6]。同时吸附剂吸附能力也与吸附条件，如溶液的pH值、温度、离子强度、砷浓度和吸附时间等有关。
目前，所在研究的矿物材料容易溶出其他离子，造成二次污染；纳米材料由于微粒尺寸小，其比表面积非常大，具有较大的吸附容量，但材料选取较为困难，费用比较高，抗干扰能力差，其应用受到限制；生物吸附材料以其低成本，但其吸附容量偏低，限制了其大规模应用。因此，这些用于除砷的吸附剂往往存在如下缺点：（1）材料易得，但吸附容量偏低，除砷效果不理想；（2）吸附容量大，但材料费用一般比较高，其应用也受到限制；（3）除砷吸附剂对As(V)有很好的吸附性，而对As(III)的吸附去除率却较低[7]。因地下水为还原环境，所以，砷主要以As(III)存在。因此，研究开发对As有良好吸附性能且经济可操作性强的吸附剂具有重要的现实意义。
本试验利用硝酸钇溶液和尿素制得碱式碳酸钇，并研究不同As初始浓度，温度，酸度以及不同陪伴离子等因素对碱式碳酸钇吸附去除水中砷的效果的影响，为研发新型高效除砷吸附剂提供参考。
材料与方法
1.1仪器和试剂
本试验所用试剂和仪器分别见表1.1和表1.2。
表1.1试验试剂
试剂名称
规格
生产厂家
Y(NO3)36H2O
优级纯
中国西陇化工有限公司
尿素
分析纯
中国西陇化工有限公司
氯化钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
氢氧化钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
硫酸钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
硫脲
分析纯
中国西陇化工有限公司
Na2HPO412H2O
分析纯
中国西陇化工有限公司
L抗坏血酸
分析纯
中国西陇化工有限公司
硝酸
分析纯
上海凌峰化学试剂有限公司
硝酸钠
分析纯
中国西陇化工有限公司
硼氢化钾
分析纯
中国西陇化工有限公司
氢氧化钾
分析纯
中国西陇化工有限公司
超纯水
电阻率=18.25 MΩcm
美国纯净水国际公司LLC
表1.2试验仪器及型号
仪器名称
型号
生产厂家
往复式水浴恒温培养振荡器
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