水中Cr(Ⅵ)在改性生物质吸附剂表面还原转化的电子供体

论文摘要

为揭示生物吸附过程中Cr（Ⅵ）的还原转化机理,以改性玉米秸秆（corn stalk based anion exchanger, CS-AE）为模型吸附剂,通过XPS、13C-NMR和FT-IR等手段表征吸附Cr（Ⅵ）前后的材料表面组成和结构,并结合对吸附溶液中总有机碳（TOC）、总氮（TN）、硝态氮（NO3--N）等产物分析,探讨Cr（Ⅵ）还原的电子供体及可能反应路径.通过批吸附实验证实了CS-AE吸附去除Cr（Ⅵ）过程中存在Cr（Ⅵ）还原转化现象,在实验条件下10%～35%被吸附Cr（Ⅵ）还原转化为Cr（Ⅲ）,且大部分（> 65%）Cr（Ⅲ）产物被固定在CS-AE表面.XPS表征中Cr 2p3/2谱图分析证明了Cr（Ⅲ）的大量存在,且N 1s、C 1s和O 1s谱图分析发现CS-AE与Cr（Ⅵ）反应后表面含氮物质特别是季铵基相对含量降低.13C-NMR和FT-IR表征也进一步地说明了吸附Cr（Ⅵ）后CS-AE表面季铵基减少,羧基结构有所增加,表明了季铵基是Cr（Ⅵ）还原转化的主要电子供体基团.吸附反应后溶液中TOC、TN和NO3--N含量随Cr（Ⅵ）初始浓度增加而增加,与Cr（Ⅲ）生成量呈正相关关系,可以确认CS-AE表面季铵基被Cr（Ⅵ）氧化,主要反应路径为季铵基经过碳-氮键氧化断裂,形成有机胺进入溶液,且部分有机胺被Cr（Ⅵ）进一步氧化为硝酸盐.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 曹威,王镇乾,敖涵婷,苑宝玲,周真明,陈星欣

关键词: 改性玉米秸秆,六价铬,吸附,还原转化,电子供体

来源: 中国科学:技术科学 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 华侨大学土木工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(批准号:51408235),福建省自然科学基金项目(编号:2016J01193,2015J01209),福建省高校产学合作重大项目(编号:2018Y4101),泉州市高层次人才创新创业项目(编号:2017Z025)资助

分类号: X703

页码: 301-310

总页数: 10

文件大小: 1160K

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