研究目的
研究在模拟太阳光照射下,利用水热碳球@纳米四氧化三铁复合材料同步还原转化并去除酸性废水中的六价铬和三价砷。
研究成果
在模拟太阳光照射下,HCS@Fe3O4复合材料能有效加速Fe(III)/Fe(II)循环,实现Cr(VI)同步还原为Cr(III)与As(III)氧化为As(V),继而通过沉淀去除。这为处理废水中多种重金属污染物提供了可行策略,在环境修复领域具有应用潜力。
研究不足
多次运行后,由于铁的溶出,As(III)氧化的催化活性下降。效率随pH值变化,在较高pH值下性能较低。该研究仅限于实验室条件,可能无法完全代表实际废水的复杂性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用HCS@Fe3O4复合材料的光催化方法加速Fe(III)/Fe(II)循环以促进氧化还原反应。方法包括复合材料制备、通过XRD、SEM、XPS、ESR进行表征,以及在模拟太阳光或黑暗条件下监测反应。
2:样品选择与数据来源:
使用分析试剂(如NaAsO2、K2CrO4)配制Cr(VI)和As(III)溶液,以去离子水为溶剂。数据通过分光光度法、HPLC-AFS、ICP-OES和ESR采集。
3:K2CrO4)配制Cr(VI)和As(III)溶液,以去离子水为溶剂。数据通过分光光度法、HPLC-AFS、ICP-OES和ESR采集。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括XRD衍射仪(X'Pert3 Powder)、SEM(日立su8020)、XPS(赛默飞escalab 250XI)、ESR(布鲁克ESP 300E)、紫外-可见分光光度计(TU-1810)、HPLC-AFS、ICP-OES、氙灯(CEL-LED100)、聚四氟乙烯内衬高压釜及Millipore滤膜(0.22 μm)。材料包括D-葡萄糖、九水合硝酸铁、盐酸、乙醇、DMPO,以及来自默克、Alfa Aesar、国药集团化学试剂和阿拉丁化学等供应商的各类试剂。
4:0)、XPS(赛默飞escalab 250XI)、ESR(布鲁克ESP 300E)、紫外-可见分光光度计(TU-1810)、HPLC-AFS、ICP-OES、氙灯(CEL-LED100)、聚四氟乙烯内衬高压釜及Millipore滤膜(22 μm)。材料包括D-葡萄糖、九水合硝酸铁、盐酸、乙醇、DMPO,以及来自默克、Alfa Aesar、国药集团化学试剂和阿拉丁化学等供应商的各类试剂。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:HCS@Fe3O4通过水热法合成。反应在烧杯中进行,用盐酸调节pH值。定时取样、过滤并分析。光照由100W氙灯无滤光片提供,对照实验包括黑暗条件和使用乙醇等清除剂。
5:数据分析方法:
通过分光光度法(R2>0.99)测定Cr(VI)、Fe(II)、总铁浓度,HPLC-AFS测定砷形态浓度。去除效率计算公式为(C?-C?)/C?×100%。ESR用于检测自由基,XPS用于元素分析。
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