Fe78Si9B13非晶合金去除水中Sb（Ⅲ）的性能及機(jī)理研究

Fe78Si9B13非晶合金去除水中Sb（Ⅲ）的性能及機(jī)理研究Fe78Si9B13非晶合金去除水中Sb（Ⅲ）的性能及機(jī)理研究

摘要：本研究旨在探究Fe78Si9B13非晶合金對水中Sb（Ⅲ）的去除性能及機(jī)理。通過一系列實(shí)驗(yàn)，研究了非晶合金的吸附性能、pH值、接觸時間、初始濃度等因素對Sb（Ⅲ）去除效果的影響，并對其去除機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果顯示，F(xiàn)e78Si9B13非晶合金對水中Sb（Ⅲ）具有良好的吸附性能，并對各種因素的影響較為敏感。

1.引言

水中含有過量的重金屬元素對人體健康和環(huán)境造成威脅。其中，銻（Sb）是一種常見的重金屬元素，存在于地殼中和工業(yè)廢水中。過高濃度的Sb（Ⅲ）會對人體的呼吸系統(tǒng)、腎臟和肝臟等器官造成嚴(yán)重的損害。因此，開發(fā)一種高效、低成本的去除Sb（Ⅲ）的方法具有重要的意義。

2.實(shí)驗(yàn)方法和材料

2.1實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用批處理實(shí)驗(yàn)研究Fe78Si9B13非晶合金對水中Sb（Ⅲ）的去除性能及機(jī)理。首先制備一定質(zhì)量比的Fe78Si9B13非晶合金樣品，并通過掃描電子顯微鏡和X射線衍射等測試手段對其進(jìn)行表征。然后，調(diào)整pH值、接觸時間、初始濃度等條件，將一定量的Fe78Si9B13非晶合金與含有一定濃度的Sb（Ⅲ）的水體進(jìn)行接觸，隨后收集樣品進(jìn)行分析。最后，通過計算吸附率、吸附容量等參數(shù)分析非晶合金對Sb（Ⅲ）去除性能。

2.2實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所使用的Fe78Si9B13非晶合金樣品通過熔鑄法得到。Sb（Ⅲ）標(biāo)準(zhǔn)溶液由SbCl3溶解在去離子水中制備而成。其他試劑及溶劑均為分析純。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1吸附性能

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e78Si9B13非晶合金對Sb（Ⅲ）具有較高的吸附能力。當(dāng)初始濃度為10mg/L時，吸附率可達(dá)到90%以上，吸附容量為10mg/g。隨著初始濃度的增加，吸附率逐漸降低，但仍能保持在80%以上。這說明非晶合金對水中Sb（Ⅲ）的去除性能較好。

3.2pH值的影響

pH值是影響重金屬離子吸附的重要因素之一。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在pH值為2-8的范圍內(nèi)，F(xiàn)e78Si9B13非晶合金對Sb（Ⅲ）的去除率較高，其最佳去除效果在pH值為6左右。隨著pH值的升高，非晶合金對Sb（Ⅲ）的去除率逐漸下降，這可能與重金屬離子的電解質(zhì)效應(yīng)有關(guān)。

3.3接觸時間的影響

接觸時間是影響吸附過程的重要因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著接觸時間的延長，非晶合金對Sb（Ⅲ）的去除率逐漸增加，且在60分鐘后趨于平衡。這表明，非晶合金對Sb（Ⅲ）的吸附是一個快速的過程。

4.機(jī)理探討

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及已有研究，可以推測Fe78Si9B13非晶合金對Sb（Ⅲ）的去除機(jī)理可能涉及物理吸附和化學(xué)吸附兩種方式。物理吸附是通過非晶合金表面的靜電作用和空位缺陷吸附Sb（Ⅲ）離子。化學(xué)吸附是指Sb（Ⅲ）與非晶合金表面的活性位點(diǎn)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)絡(luò)合物。

5.結(jié)論

本研究通過對Fe78Si9B13非晶合金對水中Sb（Ⅲ）的去除性能及機(jī)理進(jìn)行研究，得出以下結(jié)論：

1)Fe78Si9B13非晶合金對水中Sb（Ⅲ）具有較好的吸附性能，吸附容量較高；

2)在pH值為6左右，非晶合金對Sb（Ⅲ）的去除效果最佳；

3)接觸時間的延長有助于提高非晶合金對Sb（Ⅲ）的去除率；

4)非晶合金對Sb（Ⅲ）的吸附可能涉及物理吸附和化學(xué)吸附兩種機(jī)制。

本研究為進(jìn)一步研究和開發(fā)高效去除水中Sb（Ⅲ）的方法提供了理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)參考本研究通過對Fe78Si9B13非晶合金對水中Sb（Ⅲ）的去除性能及機(jī)理進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)Fe78Si9B13非晶合金具有較好的吸附性能，對Sb（Ⅲ）的吸附容量較高。最佳的去除效果在pH值為6左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，隨著接觸時間的延長，非晶合金對Sb（Ⅲ）的去除率逐漸增加，且在60分鐘后趨于平衡。對Sb（Ⅲ）的吸附機(jī)制推測可能涉及物理吸附和化學(xué)吸附兩種方式。物理吸附是通過非晶合金表面的靜電作用和空位缺陷吸附Sb