磺化铁铜双金属复合材料的制备及除铬机制

作者：屈敏; 王源; 陈辉霞; 王兴润; 徐红彬

来源：环境科学, 2020, 1-12.

DOI：10.13227/j.hjkx.202010120

• 磺化
• 铁铜双金属
• 铁基材料
• 六价铬
• 除铬机制

以零价铁为原料，利用液相置换法制备铁铜双金属（Fe-Cu），对其磺化改性后，得到一种除铬效率更高的磺化铁铜双金属铁基复合材料（S-Fe-Cu）。探讨了Cu/Fe质量比、S/Fe摩尔比、pH值和氯离子对S-Fe-Cu去除水体中Cr（VI）效果的影响。采用扫描电子显微镜与能谱分析仪（SEM-EDX）、比表面积分析仪（BET）和X射线电子能谱（XPS）等表征手段分析了S-Fe-Cu的表面结构及元素组成，并研究了其除铬机制。结果表明，S-Fe-Cu表面成功负载上了FeSx，理论最佳S/Fe摩尔比为0.056，理论最佳Cu/Fe质量比为0.025。与Fe-Cu相比，S-Fe-Cu的比表面积增大了2.1倍，pH为5时除铬效率提高了6.1倍；pH值增大，S-Fe-Cu除铬效果下降，但其碱性条件下的除铬效果仍是Fe-Cu的两倍。氯离子能够促进材料在反应过程中Fe（II）的释放，分析认为氯离子能够渗透表面钝化层，使钝化层产生缺陷，从而促进零价铁的直接氧化，提高S-Fe-Cu除铬性能。XPS与EDX表面元素分析表明，材料除铬机制主要包含还原、吸附或共沉淀。

• 单位
  绿色过程与工程重点实验室; 中国科学院过程工程研究所; 中国科学院大学; 环境基准与风险评估国家重点实验室; 中国环境科学研究院