碳化与焙烧温度对植物基铁碳微电解材料去除As(Ⅲ)性能的影响

作者：李海东; 杨远坤; 郭姝姝; 汪本金; 岳婷婷; 傅开彬; 王哲; 何守琴; 姚俊; 谌书

来源：化工进展, 2022, 1-16.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1588

• 铁碳微电解材料
• As（Ⅲ）
• 响应面优化
• 热解
• 电化学
• 造粒

以美人蕉、还原铁粉和膨润土为原材料制备植物基铁碳微电解材料，先通过单因素实验确定Fe/C摩尔比、碳化温度和焙烧温度3个影响因素，后采用Box-Behnken响应面法对“均质化—碳化—焙烧”制备工艺进行优化，以确定最优制备条件。并结合X射线衍射（XRD）、电子顺磁共振波谱仪（EPR）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）等表征方法，探究烧制温度对植物基铁碳微电解材料固有性质及其去除As（Ⅲ）性能的影响。结果表明，最优制备条件为Fe/C1.05、碳化温度502.87℃、焙烧温度760.92℃。烧制温度的升高，有利于碳基组分得电子能力增强，加速As（Ⅲ）氧化为As（Ⅴ），降低水体生物毒性的同时，提高对As（Ⅲ）去除率；当焙烧温度高于700℃时，膨润土晶体结构层瓦解，渗透性提高的同时加速Ca2+、Mg2+离子释放，并促进Fe3+的水解沉积物互斥作用减弱，提高对As（Ⅲ）的吸附容量；还原铁粉过量5％，在保证反应时微原电池数量的同时，表面氧化产生的Fe3O4、Fe2O3，在酸性条件下易反应形成Fe2+、Fe3+，对As（Ⅲ）的吸附去除作用加强。

• 单位
  西南科技大学; 中国地质大学（北京）; 经济管理学院