| δ-MnO2/沸石纳米复合材料同时去除地下水中的铁锰氨氮 |
| 摘要点击 2310 全文点击 941 投稿时间：2019-03-28 修订日期：2019-04-30 |
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| 中文关键词 环境矿物 沸石 地下水 水处理 吸附机制 |
| 英文关键词 environmental minerals zeolite groundwater water treatment adsorption mechanism |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 马文婕 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | 673839794@qq.com | | 陈天虎 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | chentianhu@hfut.edu.cn | | 陈冬 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | | | 刘海波 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | | | 程鹏 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | | | 张泽鑫 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | | | 陶琼 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | | | 张玉珠 | 合肥工业大学资源与环境工程学院, 纳米矿物与污染控制安徽省重点实验室, 合肥 230009 | |
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| 中文摘要 |
| 以天然沸石颗粒、高锰酸钾、硫酸锰为原料，通过常温氧化还原沉淀法制备δ-MnO2/沸石纳米复合材料，用于同时去除地下水中铁锰氨氮.扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、Zeta电位、红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）表征负载锰氧化物和吸附离子的存在形态，探讨δ-MnO2/沸石对Fe2+、Mn2+和NH4+-N的吸附机制.通过静态无/低氧水处理实验研究了δ-MnO2/沸石对Fe2+、Mn2+和NH4+-N的吸附性能.结果表明，沸石表面负载的锰氧化物为δ-MnO2；复合材料对3种离子的吸附符合准二级动力学，吸附等温曲线符合Langmuir模型，最大饱和吸附容量可分别达到215.1、23.6和7.64 mg·g-1；水中氨氮去除机制是沸石对NH4+的优先选择性离子交换吸附；水中Fe2+和Mn2+的去除是沸石颗粒表面负载δ-MnO2的吸附和催化氧化作用.研究表明δ-MnO2/沸石纳米复合材料可以作为一种高效吸附剂同时去除水中的Fe2+、Mn2+和NH4+-N离子. |
| 英文摘要 |
| δ-MnO2/zeolite nanocomposites were prepared with natural zeolite, potassium permanganate, and manganese sulfate by oxidation-reduction precipitation, which were used to simultaneously remove Fe2+, Mn2+, and NH4+-N from groundwater. To investigate the performance and mechanism of Fe2+, Mn2+, and NH4+-N removal from groundwater by δ-MnO2/zeolite nanocomposites, static batch experiments were conducted under different environmental conditions in a zero-oxygen atmosphere using SEM, TEM, Zeta potential, FTIR, and XPS techniques. The experimental results showed that the manganese-oxide-coated natural zeolite was δ-MnO2, and Fe2+, Mn2+, and NH4+-N adsorption on the δ-MnO2/zeolite nanocomposites could be best described with the pseudo-second-order kinetic model and the Langmuir model. In addition, the maximum adsorption capacities of Fe2+, Mn2+, and NH4+-N were calculated to be 215.1, 23.6, and 7.64 mg·g-1, respectively. The removal mechanism of NH4+-N from the solutions by zeolite was via the action of ion exchange, and the adsorption and oxidation catalysis of δ-MnO2-coated zeolite were responsible for the removal of Fe2+ and Mn2+. This research indicates that δ-MnO2/zeolite nanocomposites could be used as highly efficient adsorbents to simultaneously remove Fe2+, Mn2+, and NH4+-N from water. |
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