Question

水中 含有氯酸盐用聚合铝能去除吗

Answer 1

高氯酸盐是一种具有持久性的有毒污染物，可以在水环境中快速迁移扩散，富集在动植物体内并通过人类摄食进入人体，对生态环境和人类健康构成严重威胁，其环境污染问题引起了人们的高度重视。本文开展了铝系材料去除水中高氯酸盐的研究，比较了铝粉酸洗预处理前后对高氯酸盐的去除效果，采用正交试验分析了各因素对酸洗零价铝去除高氯酸盐的影响程度;探讨了零价铝去除高氯酸盐的反应特征及去除机制;同时制备零价铝腐蚀产物氢氧化铝，分析其对高氯酸盐的吸附性能。主要结论如下:
　　 (1)铝粉经过酸洗预处理，可有效提高其对高氯酸根的去除效果。正交试验表明，酸洗零价铝去除高氯酸根的最优水平组合为温度25℃、pH为4.5、零价铝投加量在35g/L、高氯酸根初始浓度为2mg/L。方差分析表明，pH值对高氯酸根的去除影响非常显著，零价铝投加量对高氯酸根去除影响比较显著，而温度和初始浓度影响较小。
　　 (2)利用HCl调节反应液pH至4.5，零价铝去除高氯酸根特征反应伴随着Al溶解、pH以及温度的升高;反应过程中Cl-、ClO4-浓度在24h内均显著减少，同样IC分析未能在反应过程中检测出中间产物ClO3-的形成;反应24h以后，加入0.2mLNa2SO4溶液(1mol/L)进行解吸附，Cl-、ClO4-均被有效解吸出来，解吸后浓度分别达到初始浓度的94％、96％，由此得出，零价铝去除高氯酸根的主要机制并非零价铝的还原作用，而是老化铝粉表面吸附过程;XRD表征显示酸洗铝粉的主要成分为零价单质铝，并在反应24后腐蚀氧化形成了氢氧化铝。
　　 (3)制备氢氧化铝由零价铝在45℃下水热反应氧化12h所得，XRD表征显示其主要成分为氢氧化铝。制备氢氧化铝能够快速吸附反应液中的高氯酸根，投加量对高氯酸根吸附影响为正趋势，pH=4.5条件下，35g/L的制备氢氧化铝在3h内的高氯酸根吸附率为73％;在pH=4.5条件下，制备氢氧化铝在对高氯酸根的连续三次重复吸附试验中保持着良好的吸附效率，具有较好的重复利用性。制备氢氧化铝对高氯酸根的吸附性能取决于溶液的pH值，吸附率随pH值的升高而降低，在pH=3，制备氢氧化铝投加量50g/L时，高氯酸根吸附率达到93％。氢氧化铝对高氯酸根的主要吸附机制为氢氧化铝正电表面通过静电作用与高氯酸根形成离子对。