磁性水滑石双金属催化剂吸附-催化氢还原去除水中高氯酸盐的研究

作者：万东锦; 陈项项; 史亚慧^*; 刘杨; 刘永德

来源：环境科学学报, 2021, 41(09): 3545-3554.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2021.0050

• 磁性水滑石
• Pd/Co
• 吸附
• 氢催化
• 高氯酸盐

采用化学共沉淀法制备磁性钯钴水滑石催化剂(M-Pd/Co@CHT),用于吸附催化还原去除水中的高氯酸盐.同时,研究了不同溶液pH值、催化剂投加量、温度、共存离子和氢气流量等因素的影响,考察了吸附动力学和等温吸附过程.最后对反应前后材料进行表征,以明确吸附催化氢还原反应机理.结果表明:在较宽的pH范围(5～10)内,M-Pd/Co@CHT显示出对高氯酸盐较高、较稳定的吸附效率;伪二阶动力学模型和Langmuir模型能很好地拟合催化剂对高氯酸盐的吸附规律,说明该吸附过程是近似单层的化学吸附,最大单层吸附容量为172.65 mg·g-1;温度、投加量和供氢气量对M-Pd/Co@CHT加氢催化还原高氯酸盐有显著的影响,当高氯酸盐初始浓度为10 mg·L-1时,在最优实验条件下30 min可以去除约54%的高氯酸盐;利用XRD、FTIR、BET、XPS及VSM等手段对M-Pd/Co@CHT进行表征,结果表明,介孔M-Pd/Co@CHT可以有效吸附或催化高氯酸盐;高氯酸盐首先被吸附至M-Pd/Co@CHT上从而恢复其层状结构,而后在Pd/Co二元金属催化剂的作用下被氢还原去除;利用外加磁场能够实现材料的固液分离,可以有效地避免二次污染.

• 单位
  河南工业大学