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《改性蒙脫石吸附降解硝酸根離子的研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、卷(Volume)33,期(Number)3,總(Tota1)133礦物巖石頁(Pages)7~12,2013,9,(Sept,2013)JM1NERALPETROL改性蒙脫石吸附降解硝酸根離子的研究蘇凱,賀玉龍,楊立中(西南交通大學地球科學與環(huán)境工程學院,四川成都610031)【摘要】水體中硝酸根離子可以導致人體患多種疾病,并且引起一系列的環(huán)境問題,因此仍然需要對硝酸根離子去除方法進行研究。本研究的目的是評價含鐵粘土礦物去除水體中硝酸根離子的能力。實驗所用粘土礦物為含鐵蒙脫石,采自美國華盛頓州Gra
2、ntcounty。利用聚二烯丙基二甲基氯化銨交換蒙脫石層間陽離子得到改性蒙脫石,化學方法還原蒙脫石結(jié)構(gòu)三價鐵離子至結(jié)構(gòu)二價亞鐵離子,測定了不同氧化態(tài)的未改性蒙脫石吸附降解硝酸根離子的能力,氧化態(tài)改性蒙脫石在不同帶電條件下吸附硝酸根離子的水平,還原態(tài)改性蒙脫石降解硝酸根離子的能力,采用E電位測定,X射線衍射(XRD),傅氏轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析表征改性蒙脫石特性。實驗結(jié)果表明:氧化態(tài)未改性蒙脫石幾乎不能吸附與還原降解硝酸根離子;還原態(tài)未改性蒙脫石可以吸附大約0.0054
3、mmole/g的硝酸根離子,產(chǎn)生極少量的低價態(tài)硝族產(chǎn)物,這種阻滯是由于電負性未改性蒙脫石與電負性硝酸根離子之間存在庫侖斥力。蒙脫石改性后由電負性轉(zhuǎn)變?yōu)殡娬裕袔靵龀饬Φ靡韵?,氧化態(tài)改性蒙脫石能夠吸附高達0.23mmole/g的硝酸根離子,其吸附能力隨著層間聚合陽離子濃度的增大而升高;還原態(tài)改性蒙脫石還原降解硝酸根離子的能力較未改性蒙脫石提高了13至39倍。結(jié)合還原態(tài)改性蒙脫石結(jié)構(gòu)二價亞鐵再氧化的趨勢,探討了電子的轉(zhuǎn)移方式以及多種可能的降解產(chǎn)物?!娟P(guān)鍵詞】蒙脫石;聚二烯丙基二甲基氯化銨;硝酸根離子
4、;結(jié)構(gòu)亞鐵中圖分類號:X523;P574.2文獻標識碼:A文章編號:1001—6872(2013)03~0007—06地下和地表水體中硝酸根離子和硝酸會造成水者非生物方法進行,亞鐵離子被認為能夠還原硝酸體酸化作用,導致水體中生物量的急劇下降。由氮根離子至亞硝酸根離子,隨后可以快速的產(chǎn)生氮氣所引起的水體富營養(yǎng)化會降低水體中溶解氧濃度,或者附著于土壤中的有機物質(zhì)上從而最終轉(zhuǎn)化為可嚴重影響了水生生物和人類的健康,導致人體血液溶性有機氮。事實上,有許多研究表明硝酸根離子供氧不足,低出生率,甚至癌癥uj。可以直
5、接被單質(zhì)鐵還原,或者在有二價金屬離子在鐵的作用下硝酸根離子還原可以通過生物或如銅離子存在與鐵氧化物表面的情況下被催化還收稿日期:2013—04—25;改回日期:2013—06—24基金項目:國家自然科學基金項目(41272322);教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃項目(NCET一11—0710);中央高?;究蒲袠I(yè)務費專項資金(SWJTUI2CX003)作者簡介:蘇凱,男,27歲,博士生,工程環(huán)境控制專業(yè),研究方向:粘土礦物和環(huán)境治理.E—mail:ksu@my.swjtu.edu.cn.礦物巖石原口]。
6、在土壤中,粘土礦物與氧化物質(zhì)組成了土壤positoryofTheClayMineralsSociety。試驗前中有效的反應表面積,大部分的粘土礦物均含有結(jié)SWa一1均通過2m的濾網(wǎng),經(jīng)過Na飽和并且是構(gòu)鐵。在自然環(huán)境中,世界各地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)很多類型冷凍干燥的,化學式為Na(Si。sA1o_6z)(Allos土壤的粘土礦物中的結(jié)構(gòu)鐵被細菌還原為二價亞Fe2.。7計Fe。.。抖Mg。_2。)O2。(OH)4;實驗中所用離心鐵。因此包括粘土礦物結(jié)構(gòu)二價亞鐵在內(nèi)的氧化循機為DupontSorvallModerRC
7、M一5一pluswithSS一環(huán)過程在硝酸根離子和其它環(huán)境的降解過程中扮演34rotor,速度參數(shù)為1400xg;樣品的XRD分析用了重要的角色。PhilipsPW1830/3710/3020衍射計,測試條件為Ernstsen等l_4研究發(fā)現(xiàn)在丹麥土壤的有氧帶與CuK輻射,=1.5418;樣品的FTIR分析用Nico—厭氧帶的臨界區(qū)域硝酸根離子的水平發(fā)生了大幅度letMagna—IR一550分光儀;樣品的電位測定采用的降低。因為在此區(qū)域中沒有發(fā)現(xiàn)細菌的反硝化作ZetasizerNanosystem;樣
8、品亞鐵與總鐵含量的測定用,Ernstsen等解釋這種硝酸根離子的降低是由于采用VarianCary5EUV—Vis—NIR分光光度計;采粘土礦物中結(jié)構(gòu)二價亞鐵的非生物還原作用造成用掃描電子顯微鏡進行蒙脫石內(nèi)部結(jié)構(gòu)表征。主要的。Hansen等則解釋硝酸根離子的降低是由于綠實驗化學品包括C-B緩沖劑,連二亞硫酸鈉,氯化銹(1ayeredFe(II)一Fe(III)oxyhydroxide)的作用,鈉溶液,1,10一phenanthroline,硝酸鈉,均購自