红土镍矿基材料吸附及有氧降解水体污染物

作者：王冰凝; 刘守军; 杨颂; 陈亮宇; 刘兴阳; 李晋; 上官炬

来源：中国环境科学, 2022, 42(02): 736-744.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20210825.005

• 红土镍矿基材料
• 吸附
• 有氧降解
• 水体污染物

以红土镍矿为研究对象,考察了原矿(HT)及改性矿(HT-FeNi)去除水体中罗丹明B(Rh B)的效果.借助XRD、BET、IR等表征手段,结合吸附动力学和等温吸附模拟研究了HT吸附Rh B的过程及机制.结果表明:HT的孔隙结构较为丰富,有良好的Rh B吸附性能.当HT添加量为0.2g/L时,Rh B去除率为39.03%,吸附量达到93.80mg/g.HT添加量增加,Rh B去除效果增强,平衡吸附量减小.HT吸附Rh B的过程更符合准二级动力学,包含表面扩散及颗粒内扩散两个步骤.等温吸附模型拟合发现Freundlich能够准确描述HT吸附Rh B的过程.1/n<0.5,表明吸附过程较易进行.HT经5次循环实验后,吸附量仍能达到39.67mg/g,表明HT有较好的循环使用性能.HT吸附Rh B主要归因于Si-O吸附位点.通过气基还原制备得到改性矿(HT-FeNi).采用SEM、XRD、BET、XPS等手段对HT-FeNi进行表征分析,并考察了HT-FeNi降解Rh B的效果.结果表明:HT-FeNi比表面积小(14.374m2/g),主要成分为铁镍双金属.HT-FeNi不能通过吸附作用去除Rh B,而HT-FeNi/Air/pH=3体系在40min内Rh B降解效率为94%.捕获活性氧物种的实验证明,HT-FeNi/Air/pH=3体系去除Rh B过程中起主要作用的活性氧物种是羟基自由基(·OH).在酸性条件下,HT-FeNi通过活化O2生成·OH,Ni0诱导的Fe2+/Fe3+循环促使HT-FeNi/Air/pH=3体系生成更多的·OH.将HT-FeNi/Air/pH=3体系应用于去除水体中甲基橙(MO)和二硝基氯苯(DNCB),去除效率分别为47%、78%.

• 单位
  化学化工学院; 太原理工大学