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化学合成硫化亚铁对三价锑的吸附行为研究

文献类型:学位论文

作者李冬丽
答辩日期2019
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院地球化学研究所
导师张国平
关键词硫化亚铁 相互作用 吸附
其他题名Sorption of Sb(Ⅲ) on Chemically Synthesized Iron(II) Sulfide (FeS)
英文摘要

硫化亚铁(FeS)普遍存在于厌氧沉积物环境当中,由于其具有吸附性和还原性,在重金属元素的地球化学循环中扮演极其重要的角色。锑(Sb)是一种潜在的有毒致癌重金属元素,厌氧条件下主要以Sb(Ⅲ)的形式存在。研究表明厌氧环境中Sb的地球化学循环与铁硫化物密切相关,然而,FeS对Sb迁移转换机制的影响的相关研究相对较少。本文以实验室制备的FeS为研究对象,测试了其溶解性以及表面形貌。并通过条件实验,考察不同pH、初始FeS、反应时间等因素对吸附Sb的影响,旨在探究厌氧条件下FeS对Sb(Ⅲ)的吸附动力学、吸附等温线以及不同条件下的反应机理。主要的结果和结论归纳如下:(1)采用SEM对实验室制备的FeS进行表征,结果表明合成FeS为纳米粒度颗粒,表面粗糙多孔,结晶度差。稳定性实验表明,FeS对pH具有高度依赖性,酸性条件下能大量溶解,中性至碱性条件下溶解度较小。(2)不同pH条件下FeS与Sb之间的相互作用机制存在差异。中性至碱性条件下,FeS与Sb之间的相互作用主要以吸附反应为主;而酸性条件下,由于FeS大量溶解,两者之间的相互作用主要是FeS的溶解产物与Sb(Ⅲ)结合形成难溶的Sb2S3沉淀。(3)FeS对Sb(Ⅲ)的吸附分为两个阶段:快速吸附阶段和后期缓慢吸附阶段,反应平衡时间为17 h。采用准一级、准二级、Elovich以及W-M模型拟合吸附动力学过程,发现吸附过程符合准二级动力学模型的描述。W-M模型指出吸附只发生在FeS外表面,并未深入到颗粒内部。(4)中性条件下,FeS对Sb(Ⅲ)的最大吸附量为380.3 mg/g,属于单层吸附。Langmiur模型及Temkin模型对等温吸附数据的拟合度很高,分别为0.956、0.969。考虑到实际情况并非Langmiur模型所假设的理想情况,本研究认为Temkin模型能更好的描述FeS对Sb(Ⅲ)的吸附。

语种中文
页码48
源URL[http://ir.gyig.ac.cn/handle/42920512-1/10722]  
专题地球化学研究所_研究生
推荐引用方式
GB/T 7714
李冬丽. 化学合成硫化亚铁对三价锑的吸附行为研究[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:地球化学研究所

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