基于Donnan膜效应的树脂基水合氧化铁的制备及对砷的吸附性能研究.pdfVIP

中国科学B辑：化学 2007年第37卷第5期：426—431 中国科学杂志社 http：／／www．scichina．com SCIENCEINCHNAPRESS 基于Donnan膜效应的树脂基水合氧化铁的制备 及对砷的吸附性能研究 潘丙才幸张庆建陈新庆张炜铭潘丙军 张全兴 (污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，南京210093) LuLV ZHAO Xiusong ofChemicalandBiomolecular Kent (Department Engineering，NationalUniVersi哆ofSingapore，10Ridge， 1 Singapore19260，Singapore) 摘要 以大孔强碱性离子交换树脂D201为载体，利用Fea3．HCl一NaCI溶液特有的性质制备出 吸附容量较美国同类专利产品ArsenX有较大提高，同时该材料表现出对砷良好的吸附选择性和 吸附动力学性能．固定床吸附结果表明，通过D201．HFO的吸附处理，受污染水体中砷的含量可 溶液彻底再生．稳定性实验表明，HFO在D201树脂孔道内较为稳定，D201．HFO是一种性能优良、 具有广泛应用前景的除砷吸附剂． 吸附 关键词 水合氧化铁 阴离子交换树脂Donnan膜效应砷 天然水体中砷的污染是个世界性问题，尤其以 为操作简便、处理效果优良而受到广泛关注。近年来， ferrous 东南亚、北美、台湾等地最为严重【I．2】，我国也有十多 水合氧化铁(hydratedoxide，HFO)因其对砷优 个省市发现了地表水和地下水的砷污染．最近的研 良的吸附性能受到了高度关注，各国科学家对其吸 究表明，砷对人体健康的威胁程度超出了相关的估 附砷的机理和工业应用前景进行了广泛的研究[7-101． 计131．有鉴于此，欧盟、美国等将生活用水和饮用水 然而，由于HFO颗粒极细(纳米至微米级水平)，受颗 中砷的控制标准从50此／L降至lO此几，我国目前正粒机械强度和水流压头损失的限制难以直接应用于 固定床或其他流态吸附系统．为解决这一问题，世界 在修订的生活用水新标准(GB5749—2006)也将控制标 准从原先的50“g／L降至10岖／L． 各国科学家开始研究将HFO固载到多孔固相载体表 天然水体中砷的存在形态主要为砷酸盐(有氧条 面来制备异体复合材料fll卅6】，目前常见的载体有活 件)和亚砷酸盐(缺氧条件)，目前国内外对水中砷的 性炭‘¨1、多孔纤维‘121、藻酸盐1”1、砂粒【141、高分子 污染控制方法进行了大量研究，混凝沉淀、吸附等方 聚合物1”一61等等，这些载体对HFO主要起支撑作用， 法是去除饮用水中砷的主要方法14圳，其中吸附法因 载体表面化学性质对吸附性能的影响并没有得到很 收稿日期：2006．1l-if／；接受日期：2007—04-29 ’联系人．E—mail：bcpan@nju．edu．cn 第5期 潘丙才等：基于Donnan膜效应的树脂基水合氧化铁的制各及对砷的吸附性能研究427 好关注．2005年美国科学家A．K．Sengupta等首次阐 FeCI，+CI一一FeCl：(a)(1) 述了基于Donnan膜效应的异体吸附材料的制备原理。