Fe(Ⅲ)-OH体系光化学还原水溶液中的Cr(Ⅵ)

Cr(Ⅵ)是一种常见的有毒重金属离子。本文初步研究了Cr(Ⅵ)的Fe(Ⅲ)-OH光还原过程。Fe(Ⅲ)化合物在高压汞灯(125W)的照射下能使Cr(Ⅵ)还原。Cr(Ⅵ)初始浓度在10～200μmol／L时，还原率随初始浓度增大而降低。在pH-2．5～3．0时Cr(Ⅵ)的还原效率较佳。Fe(Ⅲ)化合物的初始浓度对反应也有明显的影响。     

离子交换树脂分离富集Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的研究和应用

文章较系统地研究了201×8阴离子交换树脂、HD-8阳离子交换树脂分离富集Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的最佳条件,探讨了洗脱液的选择,减压微型交换柱对铬的富集倍率和富集限,Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的淋洗曲线,有机物存在对Cr(Ⅲ)回收的影响以及共存离子的最大允许量,最后还结合二苯碳酰二肼光度法用水样分别上阴柱和阳柱测定了西湖水和自来水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的含量,水样中Cr(Ⅵ)加标回收率在97%～99%。     

紫外光还原法处理含Cr(Ⅵ)模拟废水的实验研究

在紫外灯的照射下,以Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物处理含Cr(Ⅵ)废水,考察了溶液pH值、Fe(Ⅲ)浓度、草酸盐浓度、Cr(Ⅵ)初始浓度对废水处理效果的影响.结果表明,在3.0～6.0的范围内,废水pH=3.0时,Cr(Ⅵ)先化学还原速率最快;在一定的Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度比范围内,光化学还原速率随Cr(Ⅵ)浓度的增加而变缓,但随着Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度的增加而加快.在pH=3.0、Cr(Ⅵ)浓度为1 mg·L-1、[Fe(Ⅲ)]/[C2O42-]=10∶96(μmol稬-1∶μmol稬-1)的最佳条件下,先还原速率最快,较短时间内的Cr(Ⅵ)还原率可达到100%.     

分光光度法同时测定水中Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和总铬的条件优化

实验中用过硫酸铵代替高锰酸钾将Cr(Ⅲ)氧化成Cr(Ⅵ),再与二苯碳酰二肼(DPCI)进行显色反应.利用Cr(Ⅵ)与DPCI的显色反应及可见光谱法建立了同时测定水样中痕量Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的方法.用此方法对含有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的混合水样进行测定,分析效果良好.对影响各反应的条件及检测条件进行了优化研究,建立了快速、简便、可靠地测定水样中铬含量的方法.     

光化学还原法处理六价铬模拟废水的试验研究

在高压汞灯照射下,Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物体系能够对含Cr(Ⅵ)的模拟废水进行光化学还原处理。在Cr(Ⅵ)初始浓度0．5-2．0mg／L范围内,光化学还原反应速率随浓度增加而减小。在废水pH值为3．0-6．0的范围内,pH=3．0时,光化学还原速率最快。在实验选择的[Fe(Ⅲ)]和草酸盐浓度范围内,Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度的增加可提高Cr(Ⅵ)的光化学还原效率。     

Lysinibacillus sp.ReCr-13还原Cr(Ⅵ)特性及对Cr(Ⅵ)诱导的氧化胁迫响应

含Cr(Ⅵ)工业废水对环境造成严重污染。一些微生物能够将Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr(Ⅲ)。从河道污泥中筛选到一株Cr(Ⅵ)还原菌并鉴定为Lysinibacillus sp. ReCr-13。实验探究了该菌还原Cr(Ⅵ)的特性及其对Cr(Ⅵ)诱导的氧化胁迫响应。在pH值为8.0、NaCl为5 g×L~(-1)、Cr(Ⅵ)为200 mg×L~(-1)条件下,Lysinibacillus sp. ReCr-13具有最佳的铬还原效率。Cr(Ⅵ)浓度在200～400 mg×L~(-1),随初始Cr(Ⅵ)浓度的增加,胞内O_2~(·-)、H_2O_2及MDA的含量增加,然而Cr(Ⅵ)还原效率下降。外加Mn~(2+)能够有效促进胞内抗氧化酶SOD和CAT的活性,能降低O_2~(·-)、H_2O_2及MDA的含量,并最终提高了Cr(Ⅵ)还原效率。研究结果将为生物还原含Cr(Ⅵ)工业废水提供一定的理论基础。     

黄铁矿去除水中Cr(Ⅵ)的行为及机理

以广泛存在于土壤中的黄铁矿(FeS₂)为还原剂,探究了Cr(Ⅵ)浓度、pH值、共存离子和溶解氧对FeS₂还原去除水中Cr(Ⅵ)效率的影响,结合FeS₂反应前后的表征和活性物种检测,揭示了FeS₂高效去除Cr(Ⅵ)的机理。结果表明：FeS₂具有在较宽pH值范围内(pH 3～10)高效去除Cr(Ⅵ)的性能,HR-XPS分析和铁溶出检测证明FeS₂在水中溶解态的Fe(Ⅱ)和S■可以快速还原水中的Cr(Ⅵ),而FeS₂固相表面的Fe(Ⅱ)、S^2-_n和S■能吸附溶液中的Cr(Ⅵ),实现Cr(Ⅵ)的快速还原和固定。共存离子实验证明NaCl、NaNO₃几乎不影响Cr(Ⅵ)的去除,而Na₃PO₄导致FeS₂去除Cr(Ⅵ)的效率降低至32%,溶解氧则几乎不影响Cr(Ⅵ)的去除。最后,利用天然FeS₂治...     

改性锯末对水中Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能实验研究

以甲醛或硝酸化学改性的锯末为吸附剂,研究了两种改性锯末对水中Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能,探讨了改性锯末的用量、重金属质量浓度、pH、吸附时间等因素对吸附效果的影响,得到了最佳吸附条件。实验结果表明:在废水中Cr(Ⅵ)的质量浓度80mg/L,pH为1.0~2.0,吸附时间2h,改性锯末用量60g/L的条件下,两种改性锯末对铬Cr(Ⅵ)的去除率均在95%以上;当Cu(Ⅱ)的质量浓度为100mg/L、pH5.0~6.0、吸附时间90min、锯末用量30g/L时,甲醛改性锯末对Cu(Ⅱ)的去除率高于90%,而硝酸改性锯末对Cu(Ⅱ)的去除率仅有72%。     

颗粒活性炭载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

以Fe~(2+)溶液为原料、NaBH_4为还原剂,采用传统液相还原技术合成了颗粒活性炭(GAC)载纳米零价铁(n ZⅥ)复合材料GAC-n ZⅥ,用扫描电镜对GAC-n ZⅥ进行表征,通过间歇实验考察了其对去除Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,GAC能阻止n ZⅥ颗粒聚集,合成的GAC-nZⅥ能有效去除水中的Cr(Ⅵ)。在Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、温度40℃和pH=2.0、投加GAC-nZⅥ3.0g/L的条件下反应5min,Cr(Ⅵ)去除率为99.4%。pH=2.0～4.0时,处理后水中总铬浓度均低于1mg/L,表明残留少量Cr(Ⅲ)。随pH值和Cr(Ⅵ)浓度增加,Cr(Ⅵ)去除率降低;随反应温度和GAC-nZⅥ投加量增加,Cr(Ⅵ)去除率增加。准一级动力学模型可用于描述Cr(Ⅵ)的去除过程。相同条件下,GAC-n ZⅥ去除Cr(Ⅵ)的反应速率常数达0.19797min~(-1),为原颗粒活性炭反应速率常数0.0023min~(-1)的86倍。随pH值降低或反应温度和GAC-n ZⅥ投加量增加,反应速率常数增加。     

吸附条件对几种活性碳纤维氧化还原吸附Cr(Ⅵ)的影响

本文研究了吸附条件对几种基体的活性碳纤维(Activated Carbo n Fibers,简称ACF)氧化还原及吸附Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:不同基体的ACF不仅可以吸附Cr(Ⅵ),而且能部分地将其还原至低价态的Cr(Ⅲ).ACF吸附和还原的能力,尤其是还原能力与吸附条件紧密相关.Cr(Ⅵ)的吸附量强烈地依赖于溶液的pH值,当pH值低时,可有效增加ACF对Cr(Ⅵ)的吸附量和还原量;氧化还原量可用能斯特方程来说明.Cr(Ⅵ)初始浓度的提高,也可提高ACF对Cr(Ⅵ)的吸附量;吸附动力学分析表明,ACF对Cr(Ⅵ)的吸附可能是先吸附后还原的吸附过程.     

纳米零价铁对水中Cr(Ⅵ)的还原动力学研究

采用纳米铁还原水中Cr(Ⅵ),对还原动力学规律进行了探讨。结果表明,纳米铁对Cr(Ⅵ)的还原过程为伪一级反应,表观速率常数kobs与纳米铁的表面积浓度成正比,kobs随pH的降低和反应温度的升高而增大。室温下kobs为0.0429 min-1,表观活化能为52.56 kJ/mol。在相同实验条件下,纳米铁对Cr(Ⅵ)的还原速率比普通铁提高了6倍,表观活化能降低了51%。     

基于石墨烯纳米材料的水质Cr(Ⅵ)电化学传感器

针对我国水质重金属六价铬(Cr(Ⅵ))污染问题突出,提出了一种基于石墨烯纳米材料的水质Cr(Ⅵ)电化学传感器。采用电化学方法还原氧化石墨烯,构建石墨烯纳米材料修饰金电极(r GO/Au)。采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)技术表征了r GO/Au的表面形貌和结构;采用方波伏安法、循环伏安法和线性扫描伏安法等电化学方法研究了Cr(Ⅵ)在r GO/Au表面的直接电催化还原行为,优化了氧化石墨烯的电化学还原电位和还原时间,以及支持电解质pH、浓度和检测电位等实验参数;采用计时电流法,在无须预富集的条件下,考察了Cr(Ⅵ)浓度与r GO/Au响应电流之间的线性关系。实验结果表明,石墨烯纳米材料对Cr(Ⅵ)有明显的电催化还原活性,计时电流响应值与Cr(Ⅵ)浓度呈良好的线性关系,线性范围为5~2000μg·L-1,最低检测限为0.5μA·L-1(S/N≥3)。所制备的r GO/Au具有对常见其他重金属干扰离子(Cr(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ))较好的抗干扰性能,11次连续测定后,响应值相对初始值下降幅度小于10%,表明该修饰电极具有较好的稳定性。本研究提出的电化学传感器具有检测方法简单、快速、环保以及可重复使用的优点,能够应用于水质重金属Cr(Ⅵ)的快速测定。     

离子交换-ICP发射光谱法测定水中微量Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)

本文研究了用国产树脂分离富集水中微量Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ),并用ICP发射光谱法直接测定洗脱液中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的方法。文中用正交试验法选择离子交换条件,方法快速、准确。本方法可将0.05PPm数量级的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)进行较完全的分离和有效的富集。适于环境监测工作中对有害铬的测定。     

高级还原技术降解水中Cr(Ⅵ)的性能及机理

以连二亚硫酸钠为还原剂,在紫外光照射下,用高级还原技术降解水中Cr(Ⅵ),研究反应影响因素及机理。在溶液pH为3、原水Cr(Ⅵ)为10 mg/L、还原剂投加量为0.1 g/L的最佳条件下,高级还原技术对Cr(Ⅵ)的去除率达到98.62%,反应过程符合二级动力学方程,高级还原技术大大加快了降解速率。     

增敏碘量法同时测定含铬废水中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)

介绍了同时测定微克数量级Cr(Ⅲ )和Cr(Ⅵ )的简单、快速增敏碘量法。Cr(Ⅵ )用Na2 SO3 预先还原 ,在pH值为 3.0的醋酸盐介质中 ,Cr(Ⅲ )用过量的KIO4 氧化 ,多余的IO-4 用钼酸根掩蔽 ;加入KI ,用Na2 S2 O3 滴定游离出来的单质碘。用此法成功测定了含铬废水中Cr(Ⅲ )和Cr(Ⅵ ) ,结果满意 ,相对于EDTA滴定法 ,对铬的测定增敏 12倍     

活性炭负载Fe~0去除水中Cr(Ⅵ)的实验研究

采用蒸气水解-H2气相还原的方法制备了Fe0并将其负载到活性炭上,用于含Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附去除。实验结果表明负载Fe0活性炭对Cr(Ⅵ)的最大吸附量比普通活性炭提高了1.1倍,达到26.02 mg/g,对于低浓度的Cr(Ⅵ)去除率可达100%,氧化还原-共沉淀是其主要去除机理。     

光同时诱导水中Cr（Ⅵ）的还原与橙黄Ⅱ的氧化

利用照明金属卤化物灯为光源，研究了含Cr（Ⅵ）和染料橙黄Ⅱ模拟混合废水中Cr（Ⅵ）的还原和橙黄Ⅱ的氧化脱色：讨论了pH值、Cr（Ⅵ）、橙黄Ⅱ初始浓度对光反应的影响；对反应机理进行了初步探讨。实验表明，卤灯照射Cr（Ⅵ）和橙黄Ⅱ混合溶液能同时实现Cr（Ⅵ）的光还原和橙黄Ⅱ的脱色，同时提高Cr（Ⅵ）和橙黄Ⅱ的浓度更有利于Cr（Ⅵ）和橙黄Ⅱ的处理；     

矿物聚合物的合成及其对Cr(Ⅵ)的解毒与固化

以煤矸石为原料、水玻璃和NaOH为碱性激发剂合成矿物聚合物,以添加硫化物的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)进行解毒与固化,对固化体进行了检测.结果表明,当硫化物与Cr(Ⅵ)的摩尔比大于3:1时,矿物聚合物中总铬的浸出浓度小于1 mg/L时,铬固化率大于99%,对Cr(Ⅵ)的最大固化量为1.2%.添加硫化物的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)的解毒与固化是基于氧化还原反应,S2-被氧化为S2+(平均化合价),Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)被矿物聚合物中的-OAl(-)(OH)3吸引并固化在非晶质结构中.     

矿物聚合物的合成及其对Cr(Ⅵ)的解毒与固化

以煤矸石为原料、水玻璃和NaOH为碱性激发剂合成矿物聚合物,以添加硫化物的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)进行解毒与固化,对固化体进行了检测.结果表明,当硫化物与Cr(Ⅵ)的摩尔比大于3∶1时,矿物聚合物中总铬的浸出浓度小于1 mg/L时,铬固化率大于99％,对Cr(Ⅵ)的最大固化量为1.2％.添加硫化物的矿物聚合物对Cr(Ⅵ)的解毒与固化是基于氧化还原反应,S2-被氧化为S2+(平均化合价),Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)被矿物聚合物中的-OAl(-)(OH)3吸引并固化在非晶质结构中.     

海藻酸钠包覆型Fe-Cu双金属PRB填料的除Cr(Ⅵ)特性

Fe⁰与Cr(Ⅵ)发生表层反应使Fe⁰-渗透反应墙(PRB)利用率很低。针对Fe⁰利用率低问题,研究了海藻酸钠(SA)包覆型铁粉填料(SAC)和SA包覆型Fe-Cu双金属填料(SAB)对受污染地下水中Cr(Ⅵ)的去除影响;实验结果表明,SAB效果最好。SAB中双金属的化学吸附占主导作用,SA自身对Cr(Ⅵ)的吸附容量很小。SAB₂(镀铜1%)的FEI电镜扫描及XPS能谱分析结果表明,SA与2价金属阳离子Ca²⁺交联形成孔隙结构,不仅为双金属的附着提供了大量的吸附点位,还可使Cr(Ⅵ)进入到内部与双金属反应;Cu在Fe⁰与Cr(Ⅵ)反应中起催化剂作用,通过自身化合态变化传递Fe⁰失去的电子。在中性条件下,对SAB进行动力学拟合,符合准一级化学反应动力学。且随着镀铜量的增加,SAB反应速率常数k逐渐增大;随着初始Cr(Ⅵ)浓度的增大,SAB₂反应速率常数k逐渐下降;随着双金属投加量的增大,SAB₂反应速率常数k线性递增。相比SAC和纯铁粉,SAB具有较大的去除能力和较高的反应速率,采用SAB治理Cr(Ⅵ)污染地下水是可行的。