施氏矿物和水铁矿对砷(III)吸附性能的比较研究

目的本文主要探究施氏矿物（Sch）和水铁矿（Fh）对As（Ⅲ）的吸附差异。 方法分别使用生物和化学方法合成施氏矿物和水铁矿，通过吸附动力学和吸附等温模型，比较2种矿物对As（Ⅲ）的吸附效果，同时探究pH值、共存离子对2种矿物吸附As（Ⅲ）的影响。 结果施氏矿物的吸附速率常数k1为0.013 9 min-1，远大于水铁矿的0.001 9 min-1，且吸附过程符合伪一级动力学，说明施氏矿物对As（Ⅲ）吸附是一个快速的过程。吸附等温模型拟合结果表明，2种矿物对As（Ⅲ）的吸附主要为单层吸附。在中性条件下，施氏矿物对As（Ⅲ）的吸附量为165.73 mg·g-1，大于水铁矿的133.50 mg·g-1。施氏矿物吸附的最佳pH值为6~12，而水铁矿的为6~8。共存离子对水铁矿吸附过程影响更小。水铁矿吸附As（Ⅲ）的主要机制为表面羟基的络合配位作用，而施氏矿物对As（Ⅲ）的吸附主要是As（Ⅲ）与矿物表面金属羟基的表面络合、As（Ⅲ）与矿物表面及隧道结构内SO42-的配位体交换。 结论施氏矿物对As（Ⅲ）的吸附性能优于水铁矿，是一种高效的修复砷污染水体的吸附材料。