不同{021}/{110}晶面暴露比针铁矿对As(Ⅴ)吸附特性的研究

摘要：

为探究针铁矿不同晶面对As(Ⅴ)的吸附能力,该研究制备两种具有不同比例{021}/{110}晶面的针铁矿,利用XRD、FTIR、N2 吸附脱附等温线、SEM、TEM等技术表征材料的晶体结构、比表面积和表面形貌等情况.通过等温吸附和吸附动力学试验,研究不同初始As(Ⅴ)浓度、pH和竞争阴离子影响下,两种针铁矿吸附As(Ⅴ)的差异性.结果表明:①制备的针铁矿Goe-A和Goe-B均为高纯针铁矿,Goe-A和Goe-B的比表面积分别为 92.76 和 46.78 m2/g.②As(Ⅴ)在针铁矿表面的吸附更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,表明吸附是以多层吸附和化学吸附为主;经比表面积归一化后,发现含有更高比例{021}/{110}晶面的Goe-B表面拥有更好的吸附性能,在pH=4 时吸附量达到 0.304 mg/m2,是Goe-A的 1.57 倍.③pH会影响针铁矿的吸附,吸附量随着pH的增加而降低,而在碱性条件下Goe-B表现出更强的吸附能力.随As(Ⅴ)浓度的增加,大量配体吸附引起的点位竞争效应大于pH变化引起的静电力作用.④吸附前后XRD的变化表明,As(Ⅴ)主要吸附在针铁矿表面,而不是结合到针铁矿的晶体结构中;而FTIR和XPS分析发现,As(Ⅴ)通过与Fe—OH配体交换形成了新的络合物(Fe—O—As)吸附在针铁矿表面.研究显示,含有更高比例{021}/{110}晶面的针铁矿表现出更强的吸附性能,是修复环境砷污染的理想吸附剂.

关键词：针铁矿、晶面、络合物、吸附、砷污染

所属期刊栏目：36

分类号：X52(水体污染及其防治)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项No.JUSRP122022

在线出版日期：2023-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1166-1177