铁锰复合氧化物处理含铬废水的研究_许可

六价铬对环境中的生物体具有高度的危害性。环境中含有六价铬的废水主要来源于电镀、制革及其他行业[1]。六价铬在环境中能以Cr2O72-、HCrO4-或CrO42-等不同的形式存在[2]。由于静电斥力的相互作用，这些带负电的离子很难被环境中带负电荷的土壤颗粒吸附，在环境中容易迁移。因此，研究从工业废水和水环境系统中去除铬具有重要意义。目前处理含铬废水的方法有离子交换法、化学还原法、电解法和吸附法等[3-6]。吸附法由于具有设备简单、占地面积小、操作容易、效果稳定、投资少、回收铬方法简单、处理后废水可循环使用、可再生使用等优点而广泛采用。金属氧化物在环境中普遍存在，对天然水体中的金属离子具有很强的吸附能力。研究发现铁（氢）氧化物对铬具有较好的吸附效果[7-9]，对水和土壤中铬的固定具有重要作用。锰氧化物对环境中的铬也有很强的净化作用[10-11]。根据这些研究可以推测铁锰复合金属氧化物对铬具有较强净化能力。但目前尚未发现利用铁锰复合氧化物净化水中铬的研究。试验采用铁锰复合氧化物吸附剂从水中有去除六价铬，考察了pH、吸附剂用量、反应时间、初始质量浓度和温度对净化过程的影响。通过试验发现铁锰复合氧化物吸附剂可以有效净化废水中的六价铬。1试验部分1.1试剂、材料及主要仪器试验所用试剂均为分析级，试验用水均为2次蒸馏水。铬储备液用重铬酸钾溶于蒸馏水中配制而成，模拟含铬废水由储备液稀释而得。T6新世纪紫外可见分光光度计；SHA-C往复式水浴恒温振荡器；PHS-3C酸度计，DHG-9070A型电热恒温烘箱。1.2试验方法铁锰复合氧化物的制备：250mL浓度为0.24mol·L-1的硫酸亚铁溶液在快速搅拌下缓慢加入250mL浓度为0.08mol·L-1的高锰酸钾溶液中，同时加入6mol·L-1的氢氧化钠溶液使反应体系pH保持在7～8范围内。反应生成的沉淀过滤后在70℃下烘干6h。干燥后的样品用于水中铬的净化。铁锰复合氧化物对Cr(VI)的吸附：称取一定量的铁锰复合氧化物吸附剂于250mL锥形瓶中，加入含铬溶液，调节至一定的pH，在振荡器上振荡适当的时间后过滤，取清液测定净化后的水中铬的含量。溶液中铬的测定采用二苯碳酰二肼分光光度法测定；溶液pH利用复合电极进行测定。2结果与讨论2.1pH的影响初始质量浓度为20mg·L-1，吸附剂用量10g·L-1，时间1h，温度30℃，pH对铬净化率的影响如图1所示。由图1可知，pH对铬的净化过程有显著影响。净化过程适宜的pH范围为5～7，当pH为6时净化率达到最大值，六价铬的净化率为98.16%，净化铁锰复合氧化物处理含铬废水的研究许可，刘军坛，彭伟功，李见云，王香平，刘蕾（郑州航空工业管理学院，河南郑州450015）摘要：采用铁锰复合氧化物用于含铬废水的净化，考察了pH、吸附剂用量、反应时间、磷初始质量浓度和反应温度对净化过程的影响。结果表明，铬净化过程适宜的pH范围为5～7，在pH6时净化率达到最大值。随着吸附剂加入量的增加和初始溶液的降低，铬的净化率逐渐增加。铁锰复合氧化物对水中铬的净化过程速度较快，吸附过程符合假2级模型。在20～60℃温度范围内，温度对铬吸附过程影响不明显。铁锰复合氧化物对铬的吸附等温线符合Freudlich方程，1/n为0.363。关键词：铁锰复合氧化物；铬；净化；吸附中图分类号：TQ424.29文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)12-0020-004收稿日期：2011-04-21基金项目：河南省教育厅自然科学基金项目（2008B610013）作者简介：许可（1972－），男，博士，讲师，研究方向为污水控制技术；E-mail：xuke72@tom.com第37卷第12期2011年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.12Dec.,201120DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.12.005后水中六价铬离子的平衡质量浓度为0.37mg·L-1。当pH小于5或大于7时，铬的净化率逐渐降低。pH对六价铬净化过程的影响与溶液中六价铬的存在形式以及吸附剂的表面性质有关。在酸性条件下溶液中的六价铬离子以HCrO4-形式存在，在中性和碱性条件下以CrO42-形式存在。当反应体系pH较低时，溶液中存在大量H+离子，吸附剂表明发生质子化带正电，有利于吸附带负电荷的HCrO4-，铬的净化率较高。当溶液pH增加时，吸附剂表面负电荷增加，由于静电斥力作用造成吸附剂不易于吸附带负电荷的CrO42-，同时溶液中较高浓度的氢氧根离子与CrO42-发生竞争吸附，因此在碱性条件下六价铬的净化率降低。从图1中还可以看出，在较强的的酸性条件下（pH<3.0），铁锰复合氧化物对六价铬的净化率显著降低，可能是吸附剂在酸性条