氯铝酸钙性能及在废水方面的应用；赵雪松；江苏隆昌化工有限公司最新研发的新型环保材料――氯；氯铝酸钙及其焙烧产物的应用涉及多个领域,因其具有；氯铝酸钙作为一种新型高效环保吸附剂,可以应用在各；氯铝酸钙对水环境中磷也有较好的去除效果；总体而言,氯铝酸钙作为一种新型高效环保吸附剂在废；电镀技术在机器制造、轻工及电子等行业有着广泛应用；下水源；
氯铝酸钙性能及在废水方面的应用
江苏隆昌化工有限公司最新研发的新型环保材料――氯铝酸钙，俗称“弗雷德盐”是一类层状双金属氢氧化物( Layer double hydroxides，简称LDHs )材料，该类化合物的层板由强化学键构造，层间仅有易替代的弱相互作用，这种特殊的结构形式使得LDHs材料具有很强的阴离子交换能力，因此对无机阴离子氰化物及有机阴离子染料污染物均有很好的处理能力。其层板中阳离子的可替代性决定了其对重金属有很强的吸附作用，并且耐高温、成本低、容易制备并可生物降解。
氯铝酸钙及其焙烧产物的应用涉及多个领域,因其具有特殊的层间离子交换性,结构记忆效应以及优量的吸附作能,且易于分离,可重复利用,在重金属废水污染治理中主要作为吸附剂加以应用,是一类具有良好应用前景的新型环境友好材料。
氯铝酸钙作为一种新型高效环保吸附剂,可以应用在各种形式的水体污染治理中。处理成本低廉、易于分离且可重复利用,显示了在重金属污染水体中良好的应用潜力。利用氯铝酸钙层板组成以及层间离子的种类和数量的可调控性,能够获得一系列具有特殊功能的氯铝酸钙复合材料,大大拓宽了氯铝酸钙在吸附、催化、药学等领域的应用范围。
氯铝酸钙对水环境中磷也有较好的去除效果。氯铝酸钙去除含磷污染水的过程较复杂,是外表面吸附与离子交换共同作用的结果,与其物理结构、化学成分、废水性质等因素有关。一方面,氯铝酸钙在制备过程中形成了微孔网络结构,这样的结构有效地增大了材料的比表面积,使其具有良好的物理吸附作用。另一方面,水滑石结构中,层板与层间阴离子或层间水为弱化学键组合,因此,溶液中的磷酸根离子可以跟层间的OH离子发生离子交换反应,从而达到去除水中磷的目的。
总体而言,氯铝酸钙作为一种新型高效环保吸附剂在废水处理中的应用令人嘱目,其研究的广度和深度有待进一步加强。 -
电镀技术在机器制造、轻工及电子等行业有着广泛应用，但作为三大污染工业之一，电镀废水的排放占工业废水总量的10%之多，大量电镀车间分散在各有关企业，例如 : 自行车厂、家具厂、汽车厂等等。厂多面广治理困难，而集中建立电镀工业，各种电镀废水混合又会给废水的处理带来一定的困难，电镀废水的成分十分复杂，含大量的重金属和氰化物，若未经处理电镀废水直接排入河道、池塘或地下，不但会危害环境，而且会污染饮用水和地
下水源。随着经济的发展，大量电镀废水的产生对环境造成了巨大的威胁。
电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，其处理方法有化学沉淀法、电解法、膜分离技术、吸附法等。目前,我国电镀废水主要含有Cu ,Cr ,Zn ,Cd 和Pb 等重金属离子。多采用传统化学沉淀法处理, 但由于不同的重金属离子生成氢氧化物沉淀时的最佳pH 值不同,某些重金属离子可能与溶液中的其他离子形成络合物而增加了其在水中的溶解度,处理效果并不理想。另外,重金属离子在碱性介质中生成的氢氧化物沉淀,其一部分会在排放中随着pH 值的降低而重新溶解于水中,效果也不理想。且易产生二次污染，回收利用率很低。离子交换法、电解法和膜分离法是新型的高效处理电镀废水的方法，但成本很高，运行管理困难，很难实现大规模的应用。
吸附法在低成本的基础上，保证了较高的处理效果，且操作简单，常用的吸附剂有沸石、离子交换树脂，活性炭，椰子壳纤维等，当前用于处理电镀废水的吸附剂虽然品种较多，但低成本、高性能的吸附材料仍然需要进一步开发。江苏隆昌化工有限公司新近研发的新型环保材料新型高效水处理剂―I型是一类层状金属化合物( Layer double hydroxides，简称LDHs ) 材料，该类化合物的层板由强化学键构造，层间仅有易替代的弱键相互作用，这种特殊的结构形式使得LDHs材料具有很强的阴离子交换能力，因此对无机阴离子氰化物及有机阴离子染料污染物均有很好的处理能力。焙烧后的LDHs材料具有独特的结构记忆效应，置于含有某种阴离子溶液当中，能恢复成原有的LDHs层状结构。其层板中阳离子的可替代性决定了其对重金属有很强的吸附作用，并且耐高温、成本低、容易制备并可生物降解。
我们的实验表明新型高效水处理剂―I型对重金属离子及氰化物均具有良好的吸附性能，在有效吸附重金属离子的同时对化学需氧量具有很好地处理效果。以Cu，Ni，Cr为例，经对延康汽车零部件如皋有限公司提供的电镀废水静态处理的试验验证，当水化氯铝酸钙的添加量为5～10%时，重金属离子的去除率高达90%以上，可达到国家对新建企业的电镀污染物排放标准GB（见表1），完全可以满足现有企业的电镀废水处理的要求。
另外LDHs可以通过自身合成的方法或者通过与其他材料复合的方法来达到资源回收的目的。能将酸性废水中的金属回收，这样既处理了废水，又得到新的吸附材料。
表1 投加0.5%氯铝酸钙处理电镀废水中Cu，Ni，Cr结果及电镀废水排放标准。
2+6+2+2+2+
严峻的现实
当代人口、资源和环境的协调发展己成为国际社会共同关注的重大战略问题。中国是世界人口大国,但人均淡水资源却是贫国,虽然全国的水资源大约为28000亿m,居世界第六位,但人均占有水资源仅为2220m,为世界平均水平的1/4；平均每公顷占有水资源29万m,仅为世界平均的4/50。我国水资源分布极不均匀,东南多,西北少,大约80%的水资源分布在长江流域及以南地区,北方有9省市的人均水资源量不足500m3,常年干旱缺水,水资源的供需矛盾十分突出,目前全国600多个城市中,400多个缺水,其中100多个严重缺水,北京、天津等大城市目前的供水己经到了最严峻时刻。照目前的趋势,预计到2030年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米减少至立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出。
水资源的短缺一方面源于用水的迅猛增加,另一方面也由于污水大量排放进入水环境。随着我国工农业发展和人民生活水平的提高,城市污水排水量迅速增加,年增排水量高达24亿m(675万m/d)。在我国广大城市和农村,由于资金和技术的原因,污水处理设施严重不足,近80%的污水未经有效处理就排入城市湖泊、河流,造成水环境污染,主要表现为无机物、有机物、病原体、植物营养物质、热和放射性等污染,甚至导致一系列的水污染灾害,如水源短缺、水质对人类健康造成损害、生态环境遭受严重破坏等。2005年,我国生活污水排放量为281.4亿t,其中化学需氧量859.4万t,氨氮排放量97.3万t,已经使全国近40%的河段遭受污染,90%以上城市水域被严重污染,近50%的重点城镇水源不符合饮用水标准。内陆一些湖泊如杭州西湖、江苏太湖、昆明滇池等富营养化严重,据《2007年中国环境状况公报》报道,太湖总体水质为劣Ⅴ类,湖水处于中度富营养化状态,水质现状依然严峻,每年蓝藻爆发仍然不能避免,21个国控监测点位中,Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类的点位比例分别达到23.80%、19.00%和57.20%。
水环境富营养化的日益严重促使世界各国都特别重视控制水环境和二级处理出水中磷的含量。在我国,由于现有的二级生物处理法无法实现氮磷去除,大量未经处理的氮磷直接排入受纳水体,引起藻类的过渡繁殖,导致水体的富营养化,造成了严重的危害。因此,富营养化的防治成为水环境污染治理中十分棘手而又代价昂贵的问题。我国现用于市政污水和生活废水除磷的处理方法多为氧化沟法、活性污泥法,其可以有效地降低污水的BOD5和SS,但对污水中同时存在的N、P等营养物质只能去除10～20%,除磷效果不好,稳定性差,因此,用传统的二级生化处理工艺并不能够全面解决营养物质对水体的污染和富营养化危害的问题,其结果远不能达到国家二级排放标准。我国《污水综合排放标准》(GB8978－96)对磷的排放要求33333
很高,一、二级标准分别为磷酸盐(以P计)≤0.5mg/l及≤1.0mg/l。而典型城市污水中TKN:50～60mg/L,TP:4～20mg/L,因此,为了防止水体富营养化,有必要对排入水环境的水体进行后续除磷。
对磷等阴离子污染物污染的水体,吸附法是一种最为广泛且有效的净化术,而高效、廉价的吸附剂研发成为主要研究热点之一。氯铝酸钙由于对阴离子污染物具有高效的吸附性能,并且价格低廉而被关注。
在我国,由于水资源短缺及水污染问题的日趋严重,尤其是众多内陆湖泊的富营养化问题己造成了严重的危害。富营养化的防治是水污染治理中十分棘手而又代价昂贵的问题。
所谓“水体富营养化”是指水库、湖泊、海湾或近岸河流、海域等封闭性或半封闭性水体内的氮磷等营养物质富集,造成藻类和其它水生植物大量繁殖,引起水质恶化和水生生物大量死亡的一种污染现象。
在水体富营养化的过程中,营养元素C、P、N最为重要,但对于水体富营养化的主要限制因素是磷还是氮,各国学者意见不一,一般认为,磷是温带海域以及大多数热带海域富营养化的主要限制因素。据有关资料报道,香港大学曾对我过南方海域水体中赤潮的发生和消散进行了试验研究,结果发现氮、磷是海域赤潮生物生长的主要因子,其中以磷的影响更甚。 含磷废水对水体富营养化的危害
(1)影响水体的溶解氧富营养化影响水体的溶解氧,主要表现在两个方面。
一方面,富营养化湖泊的表层,藻类可以获得充足的溶解氧,但在富营养湖泊的深层,光合作用明显因受到限制而减弱,溶解氧减少;另一方面,藻类死亡后,不断向湖底沉淀、腐烂分解,也会消耗深层水体大量的溶解氧。这种厌氧状态,可以触发或者加速底泥中营养物质的释放,造成水体营养物质的高负荷,形成富营养水体的恶性循环。
(2)水质恶化
处于富营养化状态的水体会出现很多藻类的过度繁殖,而藻类的腐败会散发出腥味异臭,大大降低了水的质量。
(3)影响供水水质并增加成本
湖泊和水库是重要的城市供水水源,约占我国城市日供水的四分之一;处于富营养化的水体,藻类大量生长,给净水厂的过滤带来障碍,增加了制水成本。其次,水体富营养化还会影响供水水质,主要表现在水的感官性状和饮水安全性上。2007年吉林省新立城水库由于蓝藻大量生长,造成水体富营养化,严重影响了城市供水,同时也增加了供水企业的成本。
(4)对水生生态的影响
在正常情况下,湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态,但是,一旦水体呈现富营养化状态时,水体底层中的有机物在厌氧条件下分解产生的有害气体,就会扰乱水体的这种正常的生态平衡,某些产毒藻类还可能直接或间接危害人类的健康和生命安全。流行病学调查显示,我国江苏省启东市、海门市、和广西省扶绥县的肝癌发病率高与当地居民长期饮用含微量微囊藻毒素的河流水或浅塘水有关。
(5)降低水体透明度
在富营养化水体中,水藻使水质变得浑浊,透明度明显降低,富营养化严重的水质透明度仅有0.2m,大大降低了湖水的感官性。
(6)影响人类健康
富营养化水体中含有亚硝酸盐和硝酸盐,人畜长期饮用这些含量超标的水,会中毒致病。 水环境中磷的来源
(l)生活污水的直接排放
我国一直以来主要解决工业废水的排放问题,生活污水则几乎没有进行任何处理就直接排至水体中,加重了水体营养物质的负荷,是造成水体磷污染的主要原因。
(2)工业污染源
造纸、印染、皮革、化肥生产、食品加工等工业废水中都含有大量的营养物质,当这些工业废水未经处理或处理不充分时,都将导致大量的磷化合物进入水体,为造成水体富营养化提供了物质来源。
(3)地表径流与土地的侵蚀
目前,我国水土流失面积己达367万Km,占国土总面积的32.8%,每年流失的土壤已达50亿吨。关于水土流失对深圳市的清林径水库富营养化影响预测的研究亦显示,水土流失极大地增加了水库水体的营养盐负荷,从而加速了水质富营养化的进程。
(4)农业肥料中的养分流失
我国农业发展主要是依靠使用大量的化肥、农药,土壤中未被利用的N和P等营养元素经地表径流或淋溶作用而流失,造成对水体的污染,因此,含磷肥的土壤泄漏是导致水体富营养化的重要污染源。另外,绝大多数养殖场畜禽粪便未经任何处理就排入湖泊和地下水,是水体中磷污染的又一重要来源。
(5)底泥释放的磷
由于磷化合物的溶解性差,大部分磷化合物进入水体后就转入水体的底泥中,在一系列物理、化学和生物作用下,底泥中的磷化合物可以溶解到水体中,从而导致了水体富营养化的2
三亿文库包含各类专业文献、各类资格考试、外语学习资料、应用写作文书、幼儿教育、小学教育、水化氯铝酸钙在废水治理中的应用70等内容。　
　目前国内氯化苯废水治理主要采用吹脱(或汽提)、吸附...的铝酸钙,也可加人少量的 V、Cr、Mo、Fe、Ni、...了氯苯生产中的 60%废水,水耗由原来的 170t/t ... 　定膨胀性能的复盐 ---水化氯铝酸钙、水化氯铁酸钙、水化氯硅酸钙等晶体...(,国内最早做防水涂料企业之一,世界应用化学领域知名品牌,主做干砂浆。 ) 雷邦... 　砼的外加剂应用_建筑/土木_工程科技_专业资料。砼的外加剂应用 1、外加剂的...应掺氯盐;二是认为,氯盐与水泥中的水化铝酸钙化合,生成 水化氯铝酸钙化合... 　实验结果表明 UHLA 可通过形成氯铝酸钙固体去除, ...1、前言 2000 年,美国工业废水排放量约为 120 ...该数据是根据应用和表 1 中石灰 软化相同冷却水... 　聚合氯化铝的制备及其在污水上的应用_物理_自然科学...水和工业用水 的快速激增以及我国水系污染综合治理...将结晶氯化铝溶液在加热条件下与铝酸钙反应,即可到... 　水泥水化反应_能源/化工_工程科技_专业资料。水泥原料 无水 C3S――硅酸三钙 C2S――硅酸二钙 C3A――铝酸三钙 C4AF――铁相固溶体 3(CaO?SiO2) 2(2CaO... 　与硫酸钾的复盐,但在工业水及废水 处理中应用不多...(PAFS CL),聚合复合型铝酸钙,聚合硅酸硫酸铝(PS...反应室,在反应室中充分混合和反应,生成二氧 化氯。... 　发展中国家环境问题、能源短缺以及经济发展与环境治理...普通厌氧消化池 普通厌氧消化池是应用最早的水处理...医药废水, 将铁屑为填料的 UBF 反应器作酸化相, ... 　铝或者氯化铜;液相反应通常在 100～ 150℃进行,液相...甲烷氯化物生产中回收副产氯化氢外,产生的废水中...技术以及吸附技术等在氯甲烷废 水处理过程的应用。 ...下列实验现象.操作或反应原理的解释正确的是现象.操作或反应解释A．铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落铝箔对熔化的铝有吸附作用B．向滴有稀硫酸的热淀粉液中滴加碘水.液体呈蓝色淀粉在此条件下未水解C．向盛有足量Zn和稀硫酸的试管中滴加少量硫酸铜溶液形成锌铜原电池.使反应速率加快D．鸡蛋清溶液遇乙酸铅溶液会产生沉淀蛋白质发生盐析A.AB.BC.CD.D 题目和参考答案——精英家教网——
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下列实验现象、操作或反应原理的解释正确的是现象、操作或反应解释A．铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落铝箔对熔化的铝有吸附作用B．向滴有稀硫酸的热淀粉液中滴加碘水，液体呈蓝色淀粉在此条件下未水解C．向盛有足量Zn和稀硫酸的试管中滴加少量硫酸铜溶液形成锌铜原电池，使反应速率加快D．鸡蛋清溶液遇乙酸铅溶液会产生沉淀蛋白质发生盐析A.AB.BC.CD.D
C分析：A．Al燃烧生成的氧化铝的熔点高；B．变蓝说明还有淀粉，但可能部分水解；C．构成Zn、Cu原电池，加快反应速率；D．鸡蛋清为蛋白质，遇重金属盐发生变性．解答：A．Al燃烧生成的氧化铝的熔点高，所以铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落，与吸附性无关，故A错误；B．变蓝说明还有淀粉，但可能部分水解，即不能确定水解的程度，故B错误；C．向盛有足量Zn和稀硫酸的试管中滴加少量硫酸铜溶液，Zn置换出Cu，构成Zn、Cu原电池，加快反应速率，故C正确；D．鸡蛋清为蛋白质，乙酸铅为重金属盐，则发生变性，故D错误；故选C．点评：本题考查化学实验方案的评价，涉及Al及其化合物的性质、水解实验、影响化学反应速率的因素、原电池、蛋白质的性质等，侧重物质的性质的考查，题目难度中等．
科目：高中化学
（2011?武汉模拟）下列实验现象、操作或反应原理的解释正确的是（　　）
现象、操作或反应
A．铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落
铝箔对熔化的铝有吸附作用
B．向滴有稀硫酸的热淀粉液中滴加碘水，液体呈蓝色
淀粉在此条件下未水解
C．向盛有足量Zn和稀硫酸的试管中滴加少量硫酸铜溶液
形成锌铜原电池，使反应速率加快
D．鸡蛋清溶液遇乙酸铅溶液会产生沉淀
蛋白质发生盐析A．AB．BC．CD．D
科目：高中化学
（2011?山西模拟）下列实验现象、操作或反应原理的解释正确的是（　　）
现象、操作或反应
A铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落
铝箔对熔化的铝有吸附作用
B向滴有稀硫酸的热淀粉液中滴加碘水，&& 液体呈蓝色
此条件下淀粉没有完全水解
C向pH试纸上滴加氯水，先变红后褪色
氯水显酸性
D鸡蛋清溶液遇乙酸铅溶液会产生沉淀
蛋白质发生盐析A．AB．BC．CD．D
科目：高中化学
下列实验现象、操作或反应原理的解释正确的是（　　）
现象、操作或反应
A、铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落
铝的熔点比氧化铝的熔点高
B、向滴有稀硫酸的热淀粉液中加碘水，液体呈蓝色
淀粉在此条件下未水解
C、SO2通入溴水中，溴水褪色
SO2具有漂泊性
D、新制氯水中滴加石蕊试液，溶液先变红，后褪色
氯气与水反应生成HCl、HClO，HCl显强酸性，使石蕊变红，HClO具有强氧化性，使其褪色
A、AB、BC、CD、D
科目：高中化学
来源：山西模拟
题型：单选题
下列实验现象、操作或反应原理的解释正确的是（　　）
现象、操作或反应
A铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落
铝箔对熔化的铝有吸附作用
B向滴有稀硫酸的热淀粉液中滴加碘水，&& 液体呈蓝色
此条件下淀粉没有完全水解
C向pH试纸上滴加氯水，先变红后褪色
氯水显酸性
D鸡蛋清溶液遇乙酸铅溶液会产生沉淀
蛋白质发生盐析A．AB．BC．CD．D
科目：高中化学
来源：学年北京二中高三（上）期中化学试卷（解析版）
题型：选择题
下列实验现象、操作或反应原理的解释正确的是（ ）现象、操作或反应解释A铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落 铝箔对熔化的铝有吸附作用B向滴有稀硫酸的热淀粉液中滴加碘水，&& 液体呈蓝色此条件下淀粉没有完全水解C向pH试纸上滴加氯水，先变红后褪色氯水显酸性D鸡蛋清溶液遇乙酸铅溶液会产生沉淀 蛋白质发生盐析A．AB．BC．CD．D
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请输入姓名
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标题: 比色法测总黄酮加亚硝酸钠和氢氧化钠的原因(亚硝酸钠,黄酮,氢氧化钠,比色法,羟基)
摘要: 加亚硝酸钠，有的人说是抗氧剂，还原被氧化的酚羟基，也有人说是稳定剂。加氢氧化钠，是使其红移，加强荧光吗？谢谢大家。网友回复加亚硝酸钠其实可以说是抗氧剂也可以说是稳定剂，因为亚硝酸钠是通过它的抗氧化作用来发挥稳定剂的作用 ，加氢氧化钠的作用就是你所说的 加强荧光网友回复加亚硝酸钠是为了增强溶液的稳定，加氢氧化钠是因为黄酮类化合物在氢氧化钠水溶液中长生黄至橙色的颜色网友回复为什么氢氧化钠能够加强荧光？……
加亚硝酸钠，有的人说是抗氧剂，还原被氧化的酚羟基，也有人说是稳定剂。加氢氧化钠，是使其红移，加强荧光吗？谢谢大家。网友回复加亚硝酸钠其实可以说是抗氧剂也可以说是稳定剂，因为亚硝酸钠是通过它的抗氧化作用来发挥稳定剂的作用 ，加氢氧化钠的作用就是你所说的 加强荧光网友回复加亚硝酸钠是为了增强溶液的稳定，加氢氧化钠是因为黄酮类化合物在氢氧化钠水溶液中长生黄至橙色的颜色网友回复为什么氢氧化钠能够加强荧光？机理是什么?xiexie网友回复我也做黄酮类化合物的检测
之前不知道这个原因 学到了
那个机理可不可以分享下呀 谢谢！！网友回复碱化，呈离子状态，共轭性增强网友回复加强荧光，严格说是不合理的。我们比色是测的吸光度，不是荧光强度，荧光是激发光谱，吸光度是吸光光谱，两者是不一样的，但两者都可以用来测总黄酮含量。比色法也就是可见分光光度法，加亚硝酸钠还原被氧化的酚羟基，使其能与铝离子络合，并且提供一个碱性环境（在酸性环境中铝离子不与邻二酚羟基络合），络合之后，产生一个稳定的特征吸收峰，但是在这个波长之下，杂质干扰较多，因此加氢氧化钠使吸收峰红移，避免杂质干扰（杂质不红移）。红移原因，碱性使酚羟基解离，p-π共轭，红移。（Ⅰ带Ⅱ带具体分析）。自己理解，欢迎指正。网友回复谢谢楼上的回复！
我最近也因为这个很困惑 看完你的回答明白多了！网友回复亚硝酸钠的抗氧化性就是稳定性，氢氧化钠提供碱性条件可以，是很好的发生络合反应网友回复加入亚硝酸钠因为其具有还原性，既能还原被氧化了的酚羟基，又能防止黄酮在测量过程中被氧化；加入氢氧化钠是因为氢氧化钠能将黄酮中的-C-O-C-键水解，形成邻二酚结构与铝离子结合，第二提供碱性环境使酚羟基处于解离状态。网友回复做标准曲线的时候都是这个条件。网友回复测定黄酮方法讨论：亚硝酸钠、硝酸铝法与三氯化铝法比较
最近做总黄酮检查，对于以上两种方法不知用哪种好？希望大家多指点。
亚硝酸钠、硝酸铝法：加亚硝酸钠还原被氧化的酚羟基，使其能与铝离子络合，并且提供一个碱性环境（在酸性环境中铝离子不与邻二酚羟基络合），络合之后，产生一个稳定的特征吸收峰，但是在这个波长之下，杂质干扰较多，因此加氢氧化钠使吸收峰红移，避免杂质干扰（杂质不红移）。红移原因，碱性使酚羟基解离，p-π共轭，红移。（Ⅰ带Ⅱ带具体分析）。
有人认为凡具有邻苯二羟基的物质，均能用此法进行显示测量，故有很大的误差。
三氯化铝法：对黄酮类物质反应强烈，而对酚酸类、原花色素的反应很小，该法对黄酮类化合物的专属性较强。
可是我用这种方法测定后发现黄酮含量只在2%~4%之间，与所查到的文献含量有很大的区别。网友回复可是我用显色法检测黄酮时，加上硝酸铝就变浑浊了，加上氢氧化钠后，过段时间就有絮状沉淀了 怎么回事啊网友回复 引用内容:
测定黄酮方法讨论：亚硝酸钠、硝酸铝法与三氯化铝法比较
最近做总黄酮检查，对于以上两种方法不知用哪种好？希望大家多指点。
亚硝酸钠、硝酸铝法：加亚硝酸钠还原被氧化的酚羟基，使其能与铝离子络合，并且提供一 ... 这几天测定样品里的总黄酮含量，用的是比色法，亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠为显色 体系，，无水乙醇为溶剂，加入亚硝酸钠时溶液出现白色乳状物，类似于沉淀，不知道是什么原因，各位虫子们，你们测黄酮时有没有出现这种情况呢？网友回复 引用内容:
加强荧光，严格说是不合理的。我们比色是测的吸光度，不是荧光强度，荧光是激发光谱，吸光度是吸光光谱，两者是不一样的，但两者都可以用来测总黄酮含量。比色法也就是可见分光光度法，加亚硝酸钠还原被氧化的酚羟基 ... 你好！看你的回帖感觉你好专业的，我有个疑问请教一下你，就是加10%的氢氧化钠与加4%氢氧化钠对结果有什么影响？望赐教:)网友回复 引用内容:
加强荧光，严格说是不合理的。我们比色是测的吸光度，不是荧光强度，荧光是激发光谱，吸光度是吸光光谱，两者是不一样的，但两者都可以用来测总黄酮含量。比色法也就是可见分光光度法，加亚硝酸钠还原被氧化的酚羟基 ... 你好，在做总黄酮含量测定时，用5%亚硝酸钠-10%硝酸铝-1mol/L氢氧化钠显色系统制作芦丁的标准曲线，然后在紫外上测最大吸收峰，结果最大吸收峰在272nm左右，而不是大部分文献上说的510nm。而且在510nm左右扫描它都没有吸收峰，请问可能是什么原因造成的？要如何解决呢？谢谢
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三氯化铁吸附沉淀三价砷的影响因素研究
林澎, 李强, 宋昱璇, 潘学军&&&&
昆明理工大学 环境科学与工程学院, 云南 昆明 650500
基金项目: 国家自然科学基金(67012);中国博士后科学基金(、);云南省应用基础研究计划项目().
作者简介: 林澎(1987-),男,湖南人,硕士生,主要从事水污染控制工程方面的研究.E-mail:.
通信作者: 潘学军(1970-),男,山东人,教授,主要从事污染物环境行为方面的研究.E-mail:xjpan@.
摘要: 不采用预氧化步骤,直接使用三氯化铁吸附沉淀三价砷,系统考察了pH值、铁砷比、干扰离子浓度等因素对三氯化铁吸附沉淀三价砷的影响.在pH=4~10的范围内,吸附率随着pH值的升高先升后降,当pH=7时,吸附率达到最大.在铁砷比为30、pH为7时,三价砷的吸附率高达82.88%.含氧酸根阴离子如硫酸根、磷酸根、碳酸氢根对三价砷的吸附有竞争抑制作用,而碳酸氢根离子由于其特殊的pH缓冲效应,当溶液pH<7时,其对吸附的影响表现为使溶液pH值上升进而小幅提高吸附率.钙、镁金属阳离子对三价砷的吸附有协同增强作用.
三氯化铁&&&&
三价砷&&&&
干扰因素&&&&
Study of influence factor on adsorption and precipitation of arsenite by ferric chloride
LIN Peng, LI Qiang, SONG Yu-xuan, PAN Xue-jun
Faculty of Environmental Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China
Abstract: Without peroxidation treatment, arsenite in water was adsorbed and removed by ferric chloride in this paper.Influence factors of pH value,Fe/As ratio and interfering ions on the adsorption ratio were investigated in detail.Along the increasing of pH from 4 to 10,the adsorption ratio firstly increasing and then decreasing.The adsorption ratio reached the maximum value at pH=7.When Fe/As ratio was 30 and pH value was 7,the adsorption ratio was up to 82.88%.Oxygen acid radical anions, such as SO42-,PO43-, HCO3- had a competitive and suppressive effect on the adsorption of arsenite.When pH<7,bicarbonate ion tended to buffer pH to a higher value then had a light enhanced effect on the adsorption of arsenite.Metal cations,such as Ca2+,Mg2+ had synergistic and enhanced effect on the adsorption of arsenite.
Key words:
ferric trichloride&&&&
adsorption&&&&
arsenite&&&&
influence factor&&&&
砷是地壳中含量最多的20种元素之一,在海洋中砷的含量排在所有元素中的第14位,可以和其他元素在地壳中形成大约245种矿物[].砷具有广泛的类金属特性,如毒性和化学性质都和重金属类似,因此普遍将砷归为重金属类污染物.砷在自然水体中,一般以溶解性的砷酸盐,亚砷酸盐以及甲基化的砷化物如一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)的形式存在[].一般情况下,大多数环境中砷污染问题是由于自然环境中砷元素的迁移转化而造成,如岩石风化和地下水侵蚀熔岩层等.但是,在人类对自然环境越来越多的介入活动中,如除草剂的使用、含砷药品的生产、燃烧化石燃料等等,都对自然界释放了大量的砷[].砷对人体具有严重的危害性,它可以通过食物链累积和逐级放大,通过血液传输到人体各器官并累积,最终对心血管系统、呼吸系统、肾脏、肝脏、肠胃以及皮肤等人体器官产生严重的危害,甚至致癌[, , , , ].如今,砷污染问题已经引起人们的广泛关注.同时,我国是世界上水资源最丰富的国家之一,位居全球各国第二位,但是由于我国人口基数大,人均水资源只有全球平均水平的四分之一,全国每年大约有400个城市会因为干旱问题而缺水,水资源的安全保护问题已经成为制约我国经济发展、人民生活安康的一个重大问题[].因此,如何有效安全地解决自然水体中砷污染问题是十分值得重视和研究的.
近些年来很多研究者对工程应用中的除砷方法做了研究,其中吸附沉淀法由于其成本低廉、去除效果较好而受到广大研究者的重视.常用的吸附剂有针铁矿、绿铁矿、纤铁矿、铁盐、铝盐以及活性炭等[, , , , ].研究者普遍认为,对于五价砷废水,铁盐吸附沉淀法有很好的去除效果,而对于三价砷废水,通常需要采取预氧化的手段将其转化成五价砷后再进行吸附沉淀,以达到相同条件下提高砷的去除效率的目的.但是在自然水体中,水容量巨大,要对水体中三价砷进行预氧化非常不现实.2008年阳宗海砷污染爆发后,在其工程化治理过程中陈景院士团队[, ]大胆地摒弃了预氧化工艺步骤,直接将三氯化铁絮凝剂喷洒入阳宗海水体中治理砷污染,取得了十分良好的去除结果,其中对三价砷的去除率高达85%以上.但目前大多数文献仍主要聚焦于五价砷的吸附去除,而对三氯化铁吸附三价砷的系统研究鲜有报道.本文在阳宗海砷污染工程治理成功应用三氯化铁直接絮凝沉淀五价及三价砷的基础上,系统研究pH值、铁砷比、干扰离子浓度等因素对三氯化铁吸附沉淀三价砷的影响,以期探索三氯化铁絮凝沉淀三价砷的可能机理及实用化条件范围.
1 材料及方法
本实验所需试剂,除特别注明外,均为分析纯化学试剂.主要为:三氯化铁、盐酸、氢氧化钠、氯化钙、氯化镁、硫酸钠、磷酸钠、碳酸钠、硫脲、抗坏血酸以及硼氢化钠等；另外,使用化学纯的亚砷酸钠试剂来配置三价砷溶液.实验室用水为去离子水.
配制2 mmol/L的硫酸钠溶液,2 mmol/L的磷酸钠溶液,8.2 mmol/L的碳酸氢钠溶液,2 mmol/L的氯化钙溶液,2 mmol/L的氯化镁溶液,分别作为干扰离子SO42-,PO43-,HCO3-,Ca2+,Mg2+的溶液备用.
1.2 实验方法
使用亚砷酸钠试剂配制质量浓度为10 mg/L(浓度为13.3 mmol/L)的三价砷的溶液1 L；按照铁砷摩尔比为5、10、20、30的比例分别配制1 L浓度为66.6,133,266,399 mmol/L的三氯化铁溶液.每个平行样实验中,在50 mL水中加入三价砷溶液1
mL,然后按照下述干扰因素实验分别加入干扰溶液,用0.1 mol/L的NaOH溶液调pH值后加去离子水定容至100 mL,将平行样封口置于摇床中缓慢振荡1 h,于阴凉处静置24 h,用定量滤纸反复过滤3次后测量滤液中三价砷的浓度.
三氯化铁加入顺序对吸附率的影响实验
制备14个平行样,其中7个平行样分别调pH为4、5、6、7、8、9、10,然后加入三氯化铁溶液1 mL(266 mmol/L,铁砷摩尔比为20)；另外7个平行样先加入三氯化铁后,再分别调体系的pH值为4、5、6、7、8、9、10,全部定容至100 mL.封口振荡后,对pH值进行测定.
将上面测定过pH值的14个样品封口,静置、过滤后测量滤液中三价砷的浓度.
pH值对吸附率的影响实验
制备4组共28个平行样(每组7个样),4组样分别加入不同浓度(66.6、133、266、399 mmol/L)的三氯化铁溶液1 mL,此时4组样品的铁砷摩尔比分别为5、10、20、30,定容至100 mL.每组7个样品,分别调pH值为4、5、6、7、8、9、10.将调好pH值的样品封口振荡、静置、过滤后测量滤液中三价砷的浓度.
干扰离子对吸附率的影响实验
制备5大组共50个平行样(每个大组10个样),加入266 mmol/L的三氯化铁溶液1 mL,铁砷摩尔比为20,每大组分为2个小组,每小组有5个样品,其中一小组平行样溶液的pH值调为吸附最佳pH值7,另外一小组则不调pH值.每大组平行样分别加入不同的干扰离子溶液,每小组5个平行样分别加入干扰离子溶液0、10、15、20、30 mL,定容至100 mL.然后将样品封口振荡、静置、过滤后测量滤液中三价砷的浓度.
1.3 测砷方法
三价砷浓度测定使用原子荧光光谱法.将单因素实验得到的溶液静置1 h后反复用滤纸过滤3次,每个样品取25 mL滤液倒入50 mL容量瓶中,加入浓盐酸5 mL,再加入硫脲(5 g/100 mL)与抗坏血酸(5 g/100 mL)的混合溶液10 mL作为还原剂(现配现用),加超纯水定容到50 mL；标准样品系列用购买的砷标样配置0.1 mg/L的标准储备液1 L.取标准储备液10 mL,同样加入浓盐酸5 mL,硫脲-抗坏血酸混合溶液10 mL,定容至100 mL作为标准样品.用硼氢化钠(1 g/100 mL)和氢氧化钠(0.5 g/100 mL)混合液(现配现用)作为还原剂,稀盐酸(浓盐酸稀释20倍,现配现用)为载流液,在仪器上选择自动稀释测量标准样品制作标准曲线,测量范围为1～10 μg/L.再对各样品进行自动稀释5倍进行测量.
2 结果与讨论
将含三价砷溶液封口静置,避免阳光直射,48 h后取样测得五价砷含量低于检出限,因此在实验中假定三价砷不会被自然氧化成五价砷.
2.1 pH值对去除率的影响
加入三氯化铁顺序对吸附率的影响
三氯化铁吸附沉淀三价砷的过程中,三氯化铁水解产生大量的H+,因此,溶液pH在加入三氯化铁后会大幅下降.图 1是在不同初始pH的亚砷酸钠溶液中加入三氯化铁溶液后的pH变化.从图 1中可以看出,在1 mL亚砷酸钠溶液与50 mL去离子水混合溶液中,调不同的初始pH值后加入1 mL三氯化铁溶液(266 mmol/L)(此时的铁砷摩尔比为20)水解,再定容至100 mL,溶液的pH值均有不同程度的下降,即使在初始pH值为碱性的条件下,加入三氯化铁后,pH值也降低成为酸性条件.初始pH值为10时,加入三氯化铁后,pH值迅速降低到4.2.因此在实际工程应用中,采用铁、铝这类化合物去除少量废水中的砷,通常需要加入碱对pH值进行调整[].
图 1 投加三氯化铁对pH值的影响
Fig 1 The effect of sequence of inputting ferric chloride on pH value
由于滴加三氯化铁溶液引起的大幅pH波动,对于溶液pH值的选择及调整顺序就非常重要.图 2是在不同pH值下加入三氯化铁与调整pH值作为不同的先后操作步骤时得到的三价砷吸附率.图 2表明,先加入三氯化铁再调pH值体系对于三价砷的吸附效果远远优于先调pH值再加入三氯化铁体系,三氯化铁的投加量为1 mL,浓度为266 mmol/L.由于三氯化铁水解致使溶液pH值下降,不同初始pH值的溶液均处于pH<4.5 的酸性条件.在先调pH值后加入三氯化铁体系中,对于各初始pH值条件下三价砷的吸附率均小于45%,且随着pH值的增加吸附率升高,在初始pH值10时达到最大吸附率41%.而在先加入三氯化铁后调pH值体系中,在酸性条件下,吸附率在pH值为4时吸附率最低,为43%,而随着pH值的升高,吸附率也增加,在pH值为7时达到最大吸附率,为72%；当pH值继续升高进入碱性条件时,吸附率随着pH值的升高而降低,在pH值为10时吸附率降低到只有50%.
图 2 三氯化铁加入顺序对三价砷吸附率的影响
Fig 2 The effect of sequence of inputting ferric chloride on adsorption ratio of arsenite
pH值对于吸附率的影响
在铁砷比为10、20、30的情况下考察了pH值对吸附率的影响,如图 3所示,对于不同铁砷比的吸附剂加入量,pH值对于吸附率的影响呈相似的变化趋势.在酸性环境中,在pH值为4时的吸附率很不理想,对于3组不同铁砷比体系,其吸附率均低于50%.随着pH值的升高,吸附率升高,并在pH为7的附近达到吸附率最高点,当铁砷比分别为10、20、30时,最大吸附率分别为45.04%、72.43%、82.88%.然后当pH值继续升高到pH=8～10进入碱性环境中时,吸附率随着pH值的升高而降低,在pH值为10时,铁砷比分别为10、20、30时的吸附率分别为33.08%、50.88%、62.89%.在铁砷比为10时,其最大吸附率出现在pH值为6时；而在铁砷比为20及30时,最大吸附率出现在pH值为7时；当铁砷比为30时,最大吸附率已经十分理想,可以达到82.88%.Jennifer A.Wilkie在1995年的研究中,使用水合氧化铁对于三价砷的吸附,得到了类似的pH值和吸附率之间的规律[].Matthew L.Pierce的研究[]表明,在砷的浓度较低的情况下,pH值对无定型氢氧化铁吸附五价砷的影响规律与本文中pH值对三价砷的影响规律相似.
图 3 pH值对三价砷吸附率的影响
Fig 3 The effect of pH value on adsorption ratio of arsenite
2.2 铁砷比对吸附率的影响
图 4为不同pH条件下铁砷比对吸附率的影响.无论在哪个pH值条件下,随着铁砷比的增加,三价砷的吸附率都会升高,只是升高趋势的强弱有所不同.在酸性条件下,铁砷比对三价砷吸附率的影响趋势比较平缓,对于pH值为4和pH值为5两组溶液,吸附率的变化范围在25个百分点以内,如pH为4时,铁砷比为5时的吸附率为26%,铁砷比为30时的吸附率为51%.而在pH值为7时,吸附率随铁砷比的变化趋势十分剧烈,铁砷比为10和铁砷比为20两组溶液之间,吸附率就升高了27个百分点,而当铁砷比为5时吸附率为47%,而在铁砷比为30时出现的吸附率高达82.88%,吸附率的变化跨度达到约36个百分点.当pH值进入碱性条件下时,吸附率随铁砷比的变化趋势开始减弱,以pH值为10时为例,铁砷比为5时,吸附率为32%,铁砷比为30时,吸附率为61%,吸附率的变化跨度不到30个百分点.当三氯化铁作为吸附剂吸附三价砷时,三氯化铁量的增加必然导致溶液中絮凝物可吸附三价砷的位点增加,从而对三价砷的吸附效果必然更好.Janet G.Hering等在高铁砷比(200～300)情况下用三氯化铁对于五价砷进行吸附的实验中,增加三氯化铁的浓度,得到了类似的吸附率升高的趋势的结论,并且对于五价砷的吸附率可以达到95%以上[].无论是三价砷溶液还是五价砷溶液,当三氯化铁的投加量增加时,对于砷的去除率必然会提高,但是同样的吸附剂成本也会提高.在我们的实验中,在铁砷比为30时,三氯化铁对于三价砷的吸附率就以及可以达到82.88%,因此,在实际工程应用中,应从成本及去除效果的方面综合考虑,选择适当的三氯化铁投加量.
图 4 铁砷比对三价砷吸附率的影响
Fig 4 The effect of Fe/As ratio on adsorption ratio of arsenite
2.3 干扰离子对吸附率的影响
为了考察在阳宗海成功应用三氯化铁吸附沉淀三价砷的过程中,各种离子起到了怎样的作用,我们对阳宗海水体进行了取样测量,发现阳宗海水体中对三价砷的吸附干扰效应较大的几种离子的质量浓度分别如下:镁离子浓度为32.23 mg/L,钙离子质量浓度为29.50 mg/L,硫酸根离子质量浓度为51.2 mg/L,磷酸根离子质量浓度小于0.5 mg/L,碳酸根离子质量浓度为160 mg/L.根据这些质量浓度设计实验中干扰离子的质量浓度范围如下:硫酸根离子0～57.6 mg/L(即加入2 mmol/L的硫酸钠0～30 mL,以下几种干扰离子溶液加入的体积相同,浓度如1.1所述)；磷酸根离子0～57 mg/L；碳酸氢根离子0～150 mg/L；钙离子0～24 mg/L；镁离子0～14.4 mg/L.同时,pH值采用三氯化铁吸附三价砷的最佳吸附pH值(即pH值为7)和不调pH值2种对比组,铁砷比为20.
硫酸根离子对吸附率的影响
硫酸根离子质量浓度对吸附率的影响情况如图 5所示.从图可知,硫酸根对于三价砷的吸附有竞争效应,随着硫酸根质量浓度的升高,三价砷的吸附率明显降低.在从图 5(a)可知,铁砷比为20,pH值为7的条件下,不加入硫酸盐时,吸附率可以达到70%以上,当开始向溶液中投加硫酸盐时,吸附率有所降低,当投加的硫酸根离子的质量浓度为38.4 mg/L以上时,吸附率降低到60%以下,而继续投入硫酸盐时,吸附率继续降低,当投加的硫酸根离子的质量浓度达到57.6 mg/L左右时,吸附率为54%.从图 5(b)可知,在铁砷比为20,不调pH值的条件下,溶液中投加的硫酸根离子的质量浓度小于19.2 mg/L时,吸附率没有发生明显的变化,吸附率为32%左右,而当投入硫酸盐的量继续增加,吸附率开始减小,当投加的硫酸根离子质量浓度为38.4 mg/L时,吸附率为24%,继续投加硫酸盐,吸附率的减小趋势变得平缓,当投加的硫酸根离子质量浓度为57.6 mg/L,吸附率为22%.Janet G.Hering在高铁砷比情况下,硫酸根对三氯化铁吸附五价砷的影响模型中得到了加入硫酸根后吸附率大幅度降低的结果,而在实际实验中,竞争吸附效果不明显[].原因可能是使用了高铁砷比,在高铁砷比情况下,吸附剂过量从而导致硫酸根对五价砷的吸附影响不明显.
图 5 硫酸根离子质量浓度对三价砷吸附率的影响:(a)pH=7,(b)未调pH值
Fig 5 The effect of concentration of SO42- on adsorption ratio of arsenite: (a) pH=7,(b) pH was not adjusted
磷酸根离子对吸附率的影响
图 6是磷酸根离子质量浓度对吸附率的影响.如图所示,磷酸根离子对三价砷的吸附也存在竞争效应,且磷酸根对于三价砷吸附的竞争效应的影响大于硫酸根离子对于三价砷吸附的竞争效应的影响.从图 6(a)可知,在铁砷比为20,pH值为7的条件下,不加入磷酸盐时,吸附率可以达到70%以上,当开始向溶液中投加磷酸盐时,吸附率明显降低,当投加的磷酸根离子的质量浓度为19 mg/L时,吸附率降低到60%以下,而继续投入磷酸盐时,吸附率降低趋势的程度有所减缓,当投加的磷酸根离子的质量浓度为57 mg/L,吸附率低于50%,而在相同浓度的硫酸根的影响下,吸附率则高于50%,低于54%.因此可以认为磷酸根对于三价砷吸附率的影响程度大于硫酸根.从图 6(b)可知,在铁砷比为20,不调pH值的条件下,不加入磷酸盐时,吸附率为33%,当开始向溶液中投加磷酸盐时,吸附率明显降低,当投加的磷酸根离子的质量浓度为19 mg/L时,吸附率降低到20%以下,而继续投入磷酸盐时,吸附率降低趋势的程度有所减缓,当投加的磷酸根离子的质量浓度为57 mg/L,吸附率降到10%左右.Janet G.Hering指出在高铁砷比情况下,模型模拟中磷酸根离子对五价砷吸附的负效应弱于硫酸根,而实际实验中磷酸根离子对五价砷吸附的负效应强于硫酸根[].
图 6 磷酸根离子浓度对三价砷吸附率的影响:(a) pH=7,(b)不调pH值
Fig 6 The effect of concentration of PO43- on adsorption ratio of arsenite: (a) pH=7,(b) pH was not adjusted
Jain指出铁盐吸附去除五价砷时,砷酸根离子和Fe原子四周的OH-发生等配位体交换[],而阴根离子会和砷酸根离子竞争Fe原子四周的配位位点,从而导致了阴根离子对砷酸根离子去除的负效应.对于三价砷来说,含氧阴离子在其吸附沉淀过程中的竞争作用是相似的,因此,磷酸根离子、硫酸根离子都对三价砷的去除有负效应.
碳酸氢根离子对吸附率的影响
图 7是碳酸氢根离子对吸附率的影响情况,从图可知,碳酸氢根离子对三价砷离子的吸附存在竞争效应,但由于碳酸氢根离子对于溶液pH值的缓冲作用的影响,在不调pH值时,竞争吸附作用不明显,且由于pH值对于吸附率的影响,随着碳酸氢根离子质量浓度的增加,吸附率有所升高.从图 7(a)可知,在铁砷比为20,pH值为7的条件下,不加入碳酸氢盐时,吸附率可以达到72%左右,当开始向溶液中投加碳酸氢盐时,吸附率明显降低,当投加的碳酸氢根离子的质量浓度为75 mg/L(1.22 mmol/L)时,吸附率降低到60%,而磷酸根、硫酸根离子分别在19 mg/L(0.2 mmol/L)和38.4 mg/L(0.4 mmol/L)时,吸附率降低到60%,因此,与磷酸根、硫酸根离子相比,碳酸氢根在相同的投加浓度下,其对三价砷吸附率的影响是小于磷酸根离子和硫酸根离子的.而继续投入碳酸氢盐时,吸附率降低趋势的程度有所减缓,当溶液中碳酸氢根离子的质量浓度达到150 mg/L以上时,吸附率降到50%.从图 7(b)可知,在铁砷比为20,不调pH值的条件下,不加入碳酸氢盐时,吸附率可以达到32%左右,当开始向溶液中投加碳酸氢盐时,吸附率变化不大,当投加的碳酸氢根离子的质量浓度为50 mg/L时,吸附率仍然在33%左右,继续投入碳酸氢盐时,吸附率开始增加,当投加的碳酸氢根离子的质量浓度为100 mg/L时,吸附率达到38%左右,而当投加的碳酸氢根离子的质量浓度为150 mg/L时,吸附率为44%.在不调pH值条件下,碳酸氢根离子对吸附率的影响和其他含氧酸根离子完全不同,就是因为碳酸氢根离子的主要作用是中和三氯化铁水解产生的H+,而其产生的竞争吸附作用效果微弱,导致吸附率上升的原因来自于pH值的变化,随着碳酸氢根离子浓度的升高,pH随着升高,同时,吸附率也随着升高.
图 7 碳酸氢根离子浓度对三价砷吸附率的影响:(a)pH=7,(b)不调pH值
Fig 7 The effect of concentration of HCO3- on adsorption ratio of arsenite: (a) pH=7,(b) pH was not adjusted
在中性pH值条件下,当摩尔浓度相同的情况下,含氧酸根阴离子对三氯化铁吸附去除三价砷的竞争抑制效应随着阴离子电荷增大而增强,上述三种阴离子的竞争抑制作用PO43->SO42->HCO3-.
钙离子对吸附率的影响
图 8是钙离子质量浓度对吸附率的影响情况,从图可知,钙离子对于三价砷的吸附有协同增强效应,随着钙离子质量浓度的增加,三价砷的吸附率呈升高趋势.从图 8(a)可知,在铁砷为20,pH为7的条件下,不投入氯化钙时,吸附率为71%,当向溶液中投入氯化钙,随着钙离子质量浓度的升高,吸附率明显提高,当投加的钙离子质量浓度为8 mg/L时,吸附率达到76%以上,而当钙离子质量浓度为12 mg/L时,吸附率达到80%左右,继续增加钙离子质量浓度,吸附率升高的趋势有所减缓,当钙离子质量浓度为24 mg/L时,吸附率为85%左右.由图 8(b)可知,在铁砷比为20,不调pH值的条件下,随着钙离子质量浓度的增加,吸附率升高程度不大,吸附率从钙离子质量浓度为0时的32%升高到钙离子质量浓度为24 mg/L时的35%.Junlian Qiao[]在他的研究中发现,钙离子的质量浓度对于三氯化铁去除五价砷的影响趋势和本实验相同,当pH在6～8之间,在钙离子质量浓度范围为0～20 mg/L之间,钙离子的加入显著的促进了五价砷的去除效率.因此,钙离子浓度对三价砷的吸附沉淀作用的协同效果与五价砷是相似的.
图 8 钙离子浓度对三价砷吸附率的影响:(a) pH=7,(b)不调pH值
Fig 8 The effect of concentration of Ca2+ on adsorption ratio of arsenite:(a) pH=7,(b) pH was not adjusted
镁离子对于吸附率的影响
镁离子质量浓度对吸附率的影响如图 9所示,镁离子对于三价砷的吸附有协同效应,随着镁离子的质量浓度升高,三价砷的吸附率缓慢升高,但升高的程度弱于投入钙离子时三价砷吸附率升高的程度.从图 9(a)可见,在铁砷为20,pH为7的条件下,不投入氯化镁时,吸附率为69%,当开始向溶液中投入氯化镁,吸附率变化不大,当投加的镁离子质量浓度为4.8 mg/L时,吸附率达到71%左右,而当镁离子浓度继续增加时,吸附率增加程度有所提升,当镁离子为7.2 mg/L时,吸附率达到75%左右,继续投加氯化镁,吸附率升高趋势有所减缓,当镁离子质量浓度为14.4 mg/L时,吸附率达到80%左右.从图 9(b)可见,在铁砷比为20,不调pH值的条件下,随着镁离子质量浓度的增加,吸附率基本不变,镁离子质量浓度为0时吸附率为31%,而镁离子质量浓度为14.4 mg/L时,吸附率也仅上升到33%左右.镁离子作为干扰离子对砷的去除率的影响文献报道较少.镁离子形成的氢氧络合物其体积小于钙离子形成的氢氧络合物的体积,其络合物分子团和分子团表面的OH-结合得更加紧密,因此三价砷阴根离子在水中同镁离子形成的氢氧络合物发生等配位体交换所需的能量大于三价砷阴根离子在水中同钙离子形成的氢氧络合物发生等配位体交换所需的能量.因此镁离子对三价砷吸附率的影响小于钙离子.
图 9 镁离子浓度对三价砷吸附率的影响:(a) pH=7,(b)不调pH值
Fig 9 The effect of concentration of Mg2+ on adsorption ratio of arsenite:(a) pH=7,(b) pH was not adjusted
三氯化铁吸附去除水中的三价砷的过程中,溶液pH对吸附有重要影响,当pH值为7±0.2时,三价砷的吸附去除率可达最佳；在pH为7,铁砷比为30以上时,其对三价砷的去除率能达到82.88%以上.
水中的干扰离子对于三氯化铁吸附三价砷有竞争抑制作用或协同增强作用.含氧酸根阴离子有竞争抑制作用,当含氧酸根阴离子自身带的负电荷越大时,其对亚砷酸根离子的吸附沉淀的竞争效应越明显,竞争抑制作用排序为PO43->SO42->HCO3-.而金属阳离子有协同增强作用,当金属阳离子能和水分子形成氢氧络合物时,阳离子形成的氢氧络合物自身直径越大,则其对亚砷酸根离子的影响越明显,Ca2+的协同增强作用强于Mg2+.
由于三氯化铁在中性条件下对三价砷有良好的吸附去除效果,同时碳酸盐可缓冲和稳定体系的pH值,调节溶液的离子强度可进一步增强吸附去除效果.因此,在水体砷污染治理的实际应用中,无需对三价砷进行预氧化,即可采用三氯化铁实现对三价砷和五价砷的同时去除.
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云南省教育厅主管、云南大学主办
林澎, 李强, 宋昱璇, 潘学军
LIN Peng, LI Qiang, SONG Yu-xuan, PAN Xue-jun
三氯化铁吸附沉淀三价砷的影响因素研究
Study of influence factor on adsorption and precipitation of arsenite by ferric chloride