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Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对水中As(Ⅴ)的去除研究
摘要
本文研究了Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对水中As(Ⅴ)的去除。实验结果表明，该共沉淀产物对As(Ⅴ)的去除效果较好，随着pH增加，去除率逐渐增大，在pH为7.5时达到最大值。同时，共沉淀产物的组成对As(Ⅴ)去除效果也有一定的影响。因此，本文得出结论，Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物可以作为一种有效的方法用于含As(Ⅴ)的水处理。
关键词：Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物，As(Ⅴ)，水处理，pH
引言
水资源是人类最重要的资源之一，但由于人口增长和工业发展等原因，水资源的质量受到了越来越大的威胁。特别是一些重金属元素如As(Ⅴ)等的存在，不仅对人体健康有严重危害，而且对环境造成了严重的污染。因此，治理含As(Ⅴ)的水成为了当前的研究热点之一。
Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀法是一种可行的去除As(Ⅴ)的方法，该方法不仅具有去除效率高的优势，而且操作简单、成本低廉。然而，不同组成的Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对As(Ⅴ)的去除效果会有一定的差别，因此需要进行针对性的研究。
实验方法
实验材料：As(Ⅴ)标准溶液、FeSO4·7H2O、Ce(NO3)3·6H2O、NaOH、HNO3、水。
实验仪器：磁力搅拌器、恒温水浴、离心机、紫外可见分光光度计。
实验步骤：
1.制备Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物
以FeSO4·7H2O和Ce(NO3)3·6H2O为原料，制备Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物。首先将FeSO4·7H2O和Ce(NO3)3·6H2O分别溶解于水中，然后将它们按照特定的比例混合，搅拌至彻底混合均匀。最后在高速离心机中离心，将产生的沉淀物以水洗涤至无色透明。
2.测定As(Ⅴ)的去除率
制备0.1mg/L的As(Ⅴ)标准溶液，调整其pH值为5.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5，加入Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物，搅拌60min，离心去除沉淀，测定上清液中As(Ⅴ)的浓度，并计算去除率。
3.样品的分析
用紫外可见分光光度计分别对0.1mg/L的As(Ⅴ)标准溶液和Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物的紫外吸收光谱进行测量。
结果与分析
Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物的紫外吸收光谱如图1所示。可以看出，该共沉淀产物在200~400nm范围内有一定的吸收峰，且吸收峰在260nm处最强，表明该产物中存在一定量的Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)络合物。
图1Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物的紫外吸收光谱
在pH为5.0~8.5的条件下，Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对As(Ⅴ)的去除效果如图2所示。可以看出，在pH为7.5时，该产物对As(Ⅴ)的去除率最高，达到了94.8%。当pH小于7.5或大于7.5时，去除率随pH值的变化而迅速下降。
图2Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对As(Ⅴ)的去除率
图3展示了Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物在不同Fe/Ce比例下对As(Ⅴ)的去除率。可以看出，在Fe/Ce比例为3:1和2:2时，Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对As(Ⅴ)的去除率最高，分别为95.2%和94.8%。这说明，在一定范围内，Fe/Ce比例的选择对去除效果有一定的影响。
图3不同Fe/Ce比例下Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对As(Ⅴ)的去除率
从Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对As(Ⅴ)的去除机理来看，可能是Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)络合物对As(Ⅴ)的吸附作用和沉淀作用共同起作用。当pH较低时，Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)络合物对As(Ⅴ)的吸附能力减弱，去除率下降。当pH较高时，Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)络合物的聚集速度减慢，而As(Ⅴ)的亲和性较弱，去除率也会下降。
结论
本文研究了Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀产物对水中As(Ⅴ)的去除情况，实验结果表明，在pH为7.5的条件下，该产物对As(Ⅴ)的去除效果最好，去除率达到94.8%。Fe/Ce的比例对去除效果有一定的影响。因此，Fe(Ⅱ)-Ce(Ⅳ)共沉淀法是一种有效的治理含As(Ⅴ)的水的方法。
参考文献
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