壳聚糖-生物铁锰氧化物去除水体中锑的性能及机理研究

作者：侯冬梅; 张兰; 李春成; 陈露童; 王盼盼; 邹建平^*

来源：生态环境学报, 2023, 32(10): 1842-1853.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2023.10.013

• 壳聚糖
• 生物质吸附剂
• 三价锑
• 五价锑
• 吸附去除
• 机理研究

锑作为一种强致畸致癌的重金属元素，广泛存在于自然水体环境之中，对人体健康和生态环境造成了一定程度的威胁。利用壳聚糖包埋生物质铁锰氧化物，制备出一种绿色环保、循环利用率高的生物质吸附材料(CH-BFMO)。采用批量吸附实验研究了该复合材料对水体中三价锑和五价锑的吸附性能。基于动力学和吸附等温线分析，并借助FTIR和XPS等表征方法，探究了CH-BFMO对水体中Sb(III)和Sb(V)的吸附机制。其结果表明：负载壳聚糖后，CH-BFMO的形貌结构并未发生明显改变，仍为无定型结构，但其比表面积由79.2 m2·g-1增加到91.3 m2·g-1，更加有利于对物质的吸附。批次实验表明，CH-BFMO对Sb(III)和Sb(V)的最大吸附容量分别为37.6 mg·L-1(pH 4)和24.8 mg·L-1(pH 6)，二者的吸附动力学过程更接近准二级动力学方程，说明CH-BFMO对Sb(III)和Sb(V)均以化学吸附为主。Sb(III)和Sb(V)的吸附等温曲线都符合Langmuir等温模型，说明该过程均为单层吸附。FTIR及XPS分析表明：CH-BFMO表面含有的丰富的含氧官能团(C=O、C=C、O–H)，有利于CH-BFMO对Sb(III)和Sb(V)的吸附去除。对于Sb(V)来说，主要是依靠与CH-BFMO发生化学吸附而实现去除。而对于Sb(III)的来说，其去除过程则可能涉及化学吸附和氧化的共同作用。SO42-、CO32-对CH-BFMO吸附Sb(III)和Sb(V)的影响较小，但PO43-会抑制材料对Sb(III)和Sb(V)的吸附去除。5次循环后，CH-BFMO对Sb(III)与Sb(V)的吸附量仍能保持在92%以上，说明CH-BFMO循环性能优良，是一种潜在的去除水体中锑污染的吸附材料。

• 出版日期2023
• 单位环境与化学工程学院; 南昌航空大学