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新型铁基铝基吸附剂去除水中锑性能及其机理研究
摘要
针对水中锑含量过高的问题，本文采用新型铁基铝基吸附剂进行去除，并对其性能及其机理进行了研究。实验结果表明，该吸附剂对水中锑的去除率高达99%，且吸附速度较快，吸附平衡时间为60~90分钟。其吸附性能受pH值、吸附剂用量、吸附时间等因素影响显著。
进一步研究表明，吸附剂对锑的吸附是以离子交换和表面吸附为主要机理。离子交换主要是利用吸附剂的活性位点和锑离子之间的静电作用，表面吸附则是利用吸附剂的特殊结构和锑离子之间的化学键作用。
因此，新型铁基铝基吸附剂具有良好的去除水中锑能力和速度，对于水环境污染处理具有广阔的应用前景。
关键词：铁基铝基吸附剂，锑，吸附能力，吸附机理
Abstract
Inordertosolvetheproblemofhighantimonycontentinwater,anewiron-aluminum-basedadsorbentwasusedforremoval,anditsperformanceandmechanismwerestudied.Theexperimentalresultsshowedthattheremovalrateofthisadsorbentforantimonyinwaterwasashighas99%,andtheadsorptionratewasfast,withanadsorptionequilibriumtimeof60~90minutes.ItsadsorptionperformancewassignificantlyaffectedbyfactorssuchaspHvalue,adsorbentdose,andadsorptiontime.
Furtherresearchshowedthattheadsorptionofantimonybytheadsorbentwasmainlybasedonionexchangeandsurfaceadsorption.Ionexchangemainlyutilizedtheelectrostaticinteractionbetweentheactivesitesoftheadsorbentandantimonyions,whilesurfaceadsorptionmainlyutilizedthechemicalbondbetweenthespecialstructureoftheadsorbentandantimonyions.
Therefore,thenewiron-aluminum-basedadsorbenthasagoodabilityandspeedtoremoveantimonyinwater,andhasbroadapplicationprospectsforwaterenvironmentalpollutiontreatment.
Keywords:iron-aluminum-basedadsorbent,antimony,adsorptioncapacity,adsorptionmechanism
1.引言
锑是一种常见的污染物，在工业生产、农业和生活废水中都有一定的存在。高浓度锑对人体健康和生态环境均具有很大的危害，因此其在水环境中的排放及去除一直是人们关注的焦点之一。传统的锑去除方法主要是氧化-沉淀法和膜技术，这些方法虽然效果较好，但却存在着成本高、操作复杂、废水处理难度大等问题。因此，研究一种效果好、成本低、操作简单的新型锑去除方法具有重大的意义。
吸附法作为一种成本低、效果好、操作简单的水处理方法，在锑的去除方面表现出了良好的应用前景。铁基铝基吸附剂作为一种新型吸附剂，其比表面积大、吸附能力强、再生性好等优点被广泛关注。本文采用新型铁基铝基吸附剂对水中锑进行了去除，并对其性能及机理进行了研究。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验采用的铁基铝基吸附剂为煤球状晶体（质量平均粒径为1.5mm）；锑离子标准品（Sb2O3）为实验室常规药品；其他试剂均为优级纯试剂。
2.2实验步骤
将一定浓度的锑溶液（0.5mg/L）加入一定吸附剂用量的吸附瓶中，摇床摇动一定时间后离心并取出上清液。测定上清液中锑离子的浓度，计算吸附剂对锑离子的去除率。吸附剂对锑的吸附等温线的测定采用Langmuir等温线模型，吸附动力学研究采用批处理方法，考察吸附时间对吸附率的影响。同时进行pH值、吸附剂用量等因素对吸附效果的影响研究，检测实验条件下吸附剂的表面形貌及组成。
3.实验结果
3.1吸附特性
实验结果表明，新型铁基铝基吸附剂对水中锑的去除率高达99%，且吸附速度较快，吸附平衡时间为60~90分钟。其除锑效果受pH值、吸附剂用量、吸附时间等因素影响显著。
图1吸附剂对锑离子的吸