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砷是最毒的无机元素之一,广泛存在于工业废水和天然水中。目前水中砷的污染已经引起人类广泛的关注。水溶液中砷主要是以砷酸根和亚砷酸根的形式存在。WHO推荐的饮用水标准中砷的浓度为10μg/L,对饮用水源的砷去除工艺提出了更高的要求。在各种砷去除方法中,吸附法被认为是最简便、有效的方法之一。本文设计了一种喷雾干燥-焙烧法制备铁基氧化物吸附剂的新工艺。在探索实验的基础上,确定了硝酸铁-葡萄糖喷雾干燥体系,通过喷雾干燥法-焙烧法分别制备了磁性一元和二元铁基吸附剂,并用于水溶液中三价砷的去除。首先,以硝酸铁为铁源,葡萄糖为致孔剂,采用喷雾干燥-焙烧法制备了一元铁基磁性吸附剂,重点考察了硝酸铁/葡萄糖质量比、焙烧温度、焙烧时间及p H、共存离子和初始砷浓度等影响因素,并开展了吸附动力学研究。实验结果表明,当硝酸铁与葡萄糖的质量比为3:1时,300℃焙烧3h得到的吸附剂的三价砷去除率可达80.18%;在p H为4~10的宽范围内,吸附剂的三价砷去除率都在70%以上;阴离子的存在对三价砷去除率影响较大,其影响顺序为HPO42->Si O32->CO32-;吸附过程动力学更符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,拟合得到的三价砷饱和吸附容量为81.41mg/g。其次,考察了喷雾干燥法所制备的几种不同组成Fe-M二元吸附剂,筛选出Fe-Mn组合吸附效果最好,然后考察了p H、共存离子和初始砷浓度等因素对其三价砷去除率的影响,开展了吸附动力学研究和再生实验。结果表明,Mn O2的添加可显著提高吸附剂三价砷的去除率;当Fe/Mn摩尔比为3:1时,制备的二元吸附剂的三价砷去除率达89.76%;HPO42-的存在对砷的吸附影响最大;再生实验表明,经过Na OH-Na Cl-Na Cl O脱附-氧化再生工艺,二元吸附剂的三价砷去除率为86.04%,具有良好的再生循环利用性;动力学研究表明砷在Fe-Mn二元磁性吸附剂上的吸附符合Freundlich等温吸附和准二级吸附动力学模型,其三价砷的饱和吸附容量可达92.62mg/g,高于一元吸附剂。最后,通过SEM、XRD、XPS、Zeta电位分析和BET等方法对所制吸附剂进行表征。结果表明,所制备的吸附剂为具有磁性的无定形结构的介孔微球材料,且比表面较大;吸附剂中Fe和Mn分别是以Fe3O4和Mn O2的形式存在;吸附后吸附剂表面的三价砷被氧化成五价砷。Fe-Mn二元氧化物磁性吸附剂制造成本低、吸附容量大,具有较好的应用前景。