废弃茶叶渣负载纳米铁去除水中六价铬的动力学及作用机制

• 作者: 刘威 卢桂宁 周洁琼 文震 谢莹莹 黄坤明
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 六价铬 纳米铁 动力学 去除机制 铁基材料
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 页码范围: 2081-2090
• 页数: 10页
• 分类号: X522
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2020.10.019

摘要

如何绿色高效地实现水体中六价铬[Cr(Ⅵ)]的去除是解决水环境中铬污染的关键问题.以废弃茶叶渣为基础材料,通过沉积法负载纳米铁,制备出茶叶渣负载纳米铁的复合材料(nZVI@TW),采用牺牲实验的方法探究在不同环境条件下nZVI@TW去除Cr(Ⅵ)的影响因素,以及阐明nZVI@TW对水中Cr(Ⅵ)的去除机理.结果表明,茶叶渣的含量越高,nZVI@TW湿投加量越大,Cr(Ⅵ)溶液初始浓度越低,以及较低的初始溶液pH,越有利于nZVI@TW去除六价铬.当pH=3.5,Cr(Ⅵ)的初始浓度为10 mg·L?1时,nZVI@TW对六价铬去除率可达到99.1％,该反应符合伪一级动力学模型.添加金属螯合剂聚天冬氨酸没有明显提高去除率,但可将反应速率由原来0.216 min?1可提高至0.269 min?1.SEM表征结果说明在pH为3.5时反应后的固体产物呈现凝聚片状结构且夹杂着小针状物质.FTIR结果表明此反应过程中羧基络合重金属的存在.XPS再一次验证了络合的存在以及还原铬的过程中伴随着生成的Cr和Fe复合体包裹于产物表面.nZVI@TW去除Cr(Ⅵ)的机理可以概括为还原耦合吸附共沉淀多反应共存的固定机制.研究结果可为含Cr(Ⅵ)废水的修复治理提供技术参考.