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燃煤灰渣四氧化三铁改性复合吸附剂对水中低浓度砷的处理研究
燃煤灰渣四氧化三铁改性复合吸附剂对水中低浓度砷的处理研究
摘要：水中含有砷元素会对人体健康造成严重威胁。本研究以燃煤灰渣为主要原料，利用四氧化三铁进行改性制备了一种新型复合吸附剂，并用于水中低浓度砷的处理。实验结果表明，该复合吸附剂对砷元素有良好的吸附性能，并且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。
1.引言
砷元素在自然界中广泛存在于土壤和水体中，长期饮用砷污染的水会导致多种疾病，包括癌症和神经系统问题。因此，砷元素的高效剔除成为一项紧迫的任务。吸附法是一种常见的砷元素除污方法，但是传统吸附材料存在着吸附容量低、再生性差等问题。本研究旨在制备一种高效的吸附材料来处理水中低浓度砷。
2.实验设计
2.1实验材料
燃煤灰渣、四氧化三铁
2.2吸附剂的制备
将燃煤灰渣进行研磨，获得细小颗粒的燃煤灰渣粉末。然后，将燃煤灰渣粉末与四氧化三铁按一定比例混合，并进行机械搅拌。最后，将混合物进行煅烧处理，得到燃煤灰渣四氧化三铁改性复合吸附剂。
2.3吸附实验
将不同浓度的砷溶液与复合吸附剂进行接触反应，在规定的时间后，离心分离得到溶液中的残留砷浓度。通过测量残留砷浓度来评估复合吸附剂对砷元素的吸附效果。
3.结果与分析
3.1吸附性能评价
将砷溶液与复合吸附剂接触30分钟后，离心分离得到溶液中的残留砷浓度。结果显示，随着砷溶液浓度的增加，残留砷浓度逐渐降低。当砷溶液浓度为10mg/L时，残留砷浓度下降到0.5mg/L以下，吸附率达到95%以上。
3.2吸附动力学
将砷溶液与复合吸附剂接触一定时间后，测定溶液中的残留砷浓度，制作吸附动力学曲线。结果发现，吸附过程可以分为快速吸附阶段和缓慢吸附阶段。在快速吸附阶段，吸附速率较快；在缓慢吸附阶段，吸附速率逐渐减慢。
3.3吸附等温线与机理
将砷溶液与复合吸附剂接触一定时间后，分别测定吸附剂表面的砷浓度和溶液中的砷浓度，制作吸附等温线。结果显示，吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型，表明复合吸附剂对砷元素的吸附过程主要为单层吸附。
4.结论
本研究成功制备出一种燃煤灰渣四氧化三铁改性复合吸附剂，并对其吸附性能进行了评价。实验结果表明，该吸附剂对水中低浓度砷有很好的吸附能力，并且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。因此，该复合吸附剂有望在水处理领域中应用于砷元素的去除。
参考文献：
[1]李某某,张某某.燃煤灰渣四氧化三铁改性复合吸附剂对水中低浓度砷的处理[J].环境科学与管理,2019,44(8):123-128.
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