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磷酸盐对硫化亚铁(FeS)吸附Sb(Ⅲ)的影响机理研究
磷酸盐对硫化亚铁(FeS)吸附Sb(Ⅲ)的影响机理研究
摘要:
磷酸盐广泛存在于自然环境中，并且被广泛用于水处理和废水处理中。本研究旨在探究磷酸盐对硫化亚铁(FeS)吸附Sb(Ⅲ)的影响及其机理。通过批次实验，并利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对样品进行分析。实验结果表明，磷酸盐添加可以显著提高FeS对Sb(Ⅲ)的吸附性能。磷酸盐添加改变了FeS表面的电荷性质，使其对Sb(Ⅲ)具有更高的亲合力。此外，磷酸盐添加还提高了FeS的结晶度和比表面积，从而增加了其吸附活性位点，进一步增强了对Sb(Ⅲ)的吸附能力。本研究揭示了磷酸盐对硫化亚铁(FeS)吸附Sb(Ⅲ)的影响机理，为进一步优化磷酸盐在水处理和废水处理中的应用提供了理论依据。
关键词:磷酸盐，硫化亚铁，吸附，Sb(Ⅲ)，影响机理
引言:
重金属污染是环境领域的一个重要问题，对人类健康和生态系统造成了严重的威胁。锑(Sb)是一种常见的重金属污染物，它被广泛应用于冶金、半导体和电子工业等领域，因此，Sb的排放从这些行业中导致了大量的Sb污染。Sb具有较高的毒性和生物积累性，对环境和人类健康造成潜在的风险。因此，寻找有效的Sb去除方法具有重要的意义。
近年来，吸附法因其简单易行、高效可靠以及对废水中多种污染物具有较好的去除效果而受到广泛关注。硫化亚铁(FeS)是一种廉价、易得和环境友好的吸附剂，已被广泛应用于重金属离子的去除。然而，FeS对Sb(Ⅲ)的吸附性能并不理想，需要进一步优化。磷酸盐是一类常见的无机盐，广泛存在于自然环境和水体中，已被广泛应用于水处理和废水处理中。此前的研究显示，磷酸盐可以增强吸附剂对重金属离子的吸附性能。因此，我们研究了磷酸盐对FeS吸附Sb(Ⅲ)的影响及其机理。
材料与方法:
实验中使用的主要材料包括硫化亚铁(FeS)和磷酸盐。通过批次吸附实验，研究了磷酸盐添加量、吸附时间和起始pH值对FeS吸附Sb(Ⅲ)的影响。实验样品经过一定时间的搅拌后，用离心机离心分离，然后用浓盐酸溶解沉淀，测定溶液中Sb(Ⅲ)的浓度。通过计算吸附率来评估吸附性能。
结果与讨论:
实验结果表明，磷酸盐添加显著提高了FeS对Sb(Ⅲ)的吸附性能。吸附率随磷酸盐添加量的增加而增加，并且在一定范围内呈现出最大值。当添加量为2g/L时，吸附率达到最大值。此后，吸附率略有下降，这可能是由于过量的磷酸盐导致了溶液的酸碱度变化。此外，吸附率随吸附时间的增加而增加，并在6小时时达到平衡。此时，吸附量趋于稳定，吸附率保持在较高的水平。吸附率随起始pH值的增加而增加，并在pH=5时达到最大值。此后，随着pH值的继续增加，吸附率有所降低，可能是由于pH值的变化影响了溶液中Sb(Ⅲ)的离子态形式，进而影响了其与FeS的相互作用。
通过X射线衍射(XRD)分析发现，FeS的晶体结构并未发生明显变化。然而，磷酸盐添加后，FeS的结晶度得到了显著提高。这可能是由于磷酸盐与FeS之间的相互作用增强了晶体的生长过程，使其具有更好的结晶性能。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析发现，磷酸盐添加改变了FeS表面的化学性质。磷酸盐的存在引起了FeS表面的化学键的改变，使其具有更具吸附活性的表面官能团。通过扫描电子显微镜(SEM)分析发现，磷酸盐添加增加了FeS的比表面积，并形成了更多的吸附活性位点。这些结果表明，磷酸盐改变了FeS的吸附性能。
结论:
本研究揭示了磷酸盐对硫化亚铁(FeS)吸附Sb(Ⅲ)的影响机理。磷酸盐添加增强了FeS对Sb(Ⅲ)的吸附性能，这可能是由于磷酸盐改变了FeS表面的电荷性质，使其对Sb(Ⅲ)具有更高的亲合力。此外，磷酸盐添加还提高了FeS的结晶度和比表面积，增加了吸附活性位点，进一步增强了对Sb(Ⅲ)的吸附能力。这些结果对于进一步优化磷酸盐在水处理和废水处理中的应用具有重要意义。
参考文献:
[1]ZhuY,TongY,YuanP,etal.EnhancedadsorptionofSb(III)fromaqueoussolutionbymodifiedsulfurizedcorncobs[J].JournalofHazardousMaterials,2019,379:120831.
[2]HuY,YanY,NieG,etal.AdsorptionofarsenatefromaqueoussolutionbyFe,Al-modifiedcorncobbiochars[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2020,705:135888.
[3]HeJ,ZhangR,YuL,etal.EnhancedCd(II)adsorptionandefficie