铁铈复合氧化物材料除砷机理及应用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 豆小敏 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 杨敏 ; 张昱 |
| 关键词 | 除砷 吸附材料 地下水 吸附机理 稀土金属。 Arsenic removal adsorbent groundwater adsorption mechanism rare earth oxide. |
| 其他题名 | "Adsorption mechanism and application study of Fe-Ce oxide adsorbent for arsenic removal" |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | " 地下水中高浓度砷的存在是一个世界性的问题，世界卫生组织（WHO）的 饮用水规范以及许多国家的饮用水标准中都对砷的含量进行了严格的限制，而且 砷标准有越来越严的趋势。我国建设部已于2005 年6 月1 日采用了砷含量10μ/L 的城市供水标准。新标准除砷技术和材料性能提出了更高的要求。本实验室在前 期工作中已经成功制备了一种高吸附容量的铁铈复合氧化物（CFA），并对除砷 机理开展了初步的探讨。本研究在前期工作的基础上，利用多种现代表面表征手 段结合模型模拟对铁铈复合氧化物除砷材料的吸附机理开展了进一步的深入探 讨，同时通过现场实验对该吸附剂的实际应用能力进行了考察，取得如下主要研 究成果： 1. 利用电位滴定、Zeta 电位分析等宏观实验结合原位ATR-FTIR 等光能谱 技术分析CFA 材料表面吸附砷后形成的表面络合物类型，证明砷与CFA 表面羟基形成C2υ 及C1 点群的内层吸附络合物，通过EXAFS 实验进一 步推测出形成的表面络合物为C2υ及C1点群中的单齿单核及双齿双核两 种类型共存。 2. 根据上述表面络合物类型分析结果，结合不同pH 下T-FTIR 分析提供的 两性表面的直接证据，建立了模拟CFA 材料的表面酸碱特性和砷吸附 行为的电荷分布多位络合模型（CD MUSIC）。发现CFA 表面主要存在 ≡FeOH1/2- 和≡Fe3O1/2-两种表面活性位，位密度分别为18.0 和5.2 sites/nm2。 3. 对北京顺义区后沙峪镇14 个自然村地下水水源含砷情况进行了调查， 发现12 个村的水源水砷含量超过WHO 标准（10 μg/L），2 个村超过国 标（50 μg/L）。利用振动滴下法制备的1 mm CFA 颗粒在北京顺义区吉 祥庄开展了现场除砷实验，在进水砷浓度为71±19.7μg/L，SV 值为3h-1 条件下的140 天的连续运行中，除砷装置出水砷含量低于10 μg/L。4. 对原有CFA材料制备过程进行优化，发展了新的Fe(II)-Ce(IV)制备体系， 在保持原有吸附量的情况下，新材料可减少5/8 的铈用量，且吸附速率 更快。以此为基础，进行了该材料工业生产的成本估算，及应用该材料 进行农村村镇社区除砷供水的费用估算，以4000 人的村落，15 年的服 务周期计，每户每月需要负担约2.3 元。 " |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-19 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/99]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 豆小敏. 铁铈复合氧化物材料除砷机理及应用研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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