一种新型复合除砷材料的制备及其性能

摘要：将锆的水合氧化物固载于大孔螯合树脂D401上制备出一种新型除砷材料,并研究了不同实验条件下复合吸附剂D401-Zr对水溶液中As(V)的吸附性能。研究结果表明,在pH<5.2时D401-Zr对As(V)都具有较强的吸附性能;其吸附等温线与Langmuir吸附模型具有较高的吻合度;吸附动力学研究表明,D401-Zr对砷的吸附均遵循二级动力学方程;竞争吸附实验表明,与SO42-、Cl-共存时,D401-Zr对砷的去除率大于90%,而与PO43-、F-竞争离子共存时,其去除率明显下降。

水体中砷污染已经是全球性污染问题，受到了各界普遍关注。尤其是在孟加拉国、印度、阿根廷和中国等地区，最近研究表明砷，对人体的威胁程度超出了相关的估计，我国也修订了生活用水的新标准。

砷在人体中有较强的蓄积性，长期摄入过量的砷会增大患癌症的几率。研究和开发新的除砷技术已势在必行。

目前常用的除砷方法有：沉淀法、膜处理法、吸附法、生物法、离子交换法、氧化法、萃取法和电凝聚法等，其中吸附法由于操作简单、去除效果好、能回收废水中的砷、对环境很少产生二次污染等优点而备受人们重视，近年因铁及铝对砷的优良吸附性能而深受国内外研究者的关注，并进行了大量研究，取得了一定成果，同时也在不断成熟。

本实验则尝试选择了另一种金属锆进行研究，该金属氧化物对砷酸盐具有独特的选择性，而且在水溶液中可以生成四核及八核类的粒子，这就保证了有充足的氢氧根离子和水分子去参与特定配体的形成，同时水合氧化锆也能够有效地抵挡酸、碱、氧化剂和还原剂等。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

因D401含大量的羧基键（图1），该官能团易与锆化物脱水缩合进而形成锆的复合材料，所以本实验以国产螯合树脂D401为载体将锆固载于其上，来合成出新型除砷吸附剂D401-zr，并对该材料的性能进行了一系列研究。