磁性CeO2-Fe3O4复合材料光催化/吸附去除水中As(Ⅲ)

摘要：

原水砷污染问题严重威胁饮用水水质安全,随着生活饮用水标准的提高,致使多地饮用水中砷超标问题突显.本研究利用CeO2半导体的光催化活性及CeO2和Fe3O4对As(Ⅴ)的强亲和力,合成了双组份磁性CeO2-Fe3O4复合材料,并采用SEM、XRD、BET和VSM等手段进行表征,考察复合材料的光催化/吸附除砷效果;研究了初始pH值、共存离子等因素对吸附除砷效果的影响;采用等温吸附模型、吸附动力学模型等手段进行吸附特性研究.实验结果表明,在光催化过程中,·OH和·O2-为主要的活性氧化物种.在紫外照射下,As (Ⅲ)能完全被氧化为毒性较低的As(Ⅴ),同时将As(Ⅴ)高效吸附于CeO2-Fe3O4粒子表面.在中性条件下,CeO2-Fe3O4粒子对砷的饱和吸附量为122.19 mg·g-1.共存离子Cl-和SO2-对As(Ⅴ)的吸附没有显著影响,而CO32-、SiO32-和PO43与As(Ⅴ)存在明显的竞争吸附,使As(Ⅴ)的吸附去除效果明显降低.吸附动力学和吸附等温线模拟分别符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温线,表明As(Ⅴ)的吸附以化学吸附为主导.CeO2-Fe3 O4复合吸附剂可快速实现固液分离,容易再生且重复利用性较好,具有广泛的应用前景.

关键词：CeO2-Fe3O4复合材料、光催化、吸附、As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、磁性

所属期刊栏目：38

分类号：X703(一般性问题)

资助基金：城市水资源与环境重点实验室哈尔滨工业大学2016DX11

在线出版日期：2018-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3108-3117