中国环境科学

作者：王冰凝, 刘守军, 杨颂, 陈亮宇, 刘兴阳, 李晋, 上官炬

单位：1. 太原理工大学, 煤科学与技术重点实验室, 山西 太原 030024;2. 山西省民用洁净燃料工程研究中心, 山西 太原 030024;3. 太原理工大学化学化工学院, 山西 太原 030024;4. 太原科瑞康洁净能源有限公司, 山西 太原 030006

关键词：红土镍矿基材料,吸附,有氧降解,水体污染物

基金：国家自然科学基金资助项目（21878210）；山西省专利推广实施资助计划项目（20200719）

以红土镍矿为研究对象，考察了原矿（HT）及改性矿（HT-FeNi）去除水体中罗丹明B （RhB）的效果.借助XRD、BET、IR等表征手段，结合吸附动力学和等温吸附模拟研究了HT吸附RhB的过程及机制.结果表明：HT的孔隙结构较为丰富，有良好的RhB吸附性能.当HT添加量为0.2g/L时，RhB去除率为39.03%，吸附量达到93.80mg/g.HT添加量增加，RhB去除效果增强，平衡吸附量减小.HT吸附RhB的过程更符合准二级动力学，包含表面扩散及颗粒内扩散两个步骤.等温吸附模型拟合发现Freundlich能够准确描述HT吸附RhB的过程.1/n<0.5，表明吸附过程较易进行.HT经5次循环实验后，吸附量仍能达到39.67mg/g，表明HT有较好的循环使用性能.HT吸附RhB主要归因于Si-O吸附位点.通过气基还原制备得到改性矿（HT-FeNi）.采用SEM、XRD、BET、XPS等手段对HT-FeNi进行表征分析，并考察了HT-FeNi降解RhB的效果.结果表明：HT-FeNi比表面积小（14.374m2/g），主要成分为铁镍双金属.HT-FeNi不能通过吸附作用去除RhB，而HT-FeNi/Air/pH=3体系在40min内RhB降解效率为94%.捕获活性氧物种的实验证明，HT-FeNi/Air/pH=3体系去除RhB过程中起主要作用的活性氧物种是羟基自由基（·OH）.在酸性条件下，HT-FeNi通过活化O2生成·OH，Ni0诱导的Fe2+/Fe3+循环促使HT-FeNi/Air/pH=3体系生成更多的·OH.将HT-FeNi/Air/pH=3体系应用于去除水体中甲基橙（MO）和二硝基氯苯（DNCB），去除效率分别为47%、78%.

来源：2022年第2期

《中国环境科学》期刊编辑部

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