纸纤维/零价铁复合气凝胶去除水中六价铬的研究

摘要

金属铬是广泛应用于制革、电镀、冶金、纺织等行业的重金属，生产和使用过程中六价铬[Cr（Ⅵ）]的排放对环境和人类健康造成严重威胁。本文利用回收的纸壳纤维和FeCl₃为原料，通过液相还原法制备了纸纤维/零价铁复合气凝胶CA/ZVI，用于去除水中Cr（Ⅵ）。采用SEM、XRD、TG、BET、XPS等分析技术对CA/ZVI的形貌、结构、元素组成等进行表征，探究了溶液初始pH和吸附材料用量对Cr（Ⅵ）去除效果的影响，并研究了CA/ZVI气凝胶的吸附性能。结果表明，CA/ZVI气凝胶呈现网络多孔结构，孔径约为0.1-0.3 mm，比表面积为2.808 3 m²·g^-1，零价铁颗粒均匀分布在气凝胶表面。在最佳条件下，气凝胶对Cr（Ⅵ）的去除率最高可达96.4%。去除过程以Cr（VI）吸附为主，同时部分Cr（Ⅵ）被还原为Cr（Ⅲ），这意味着CA/ZVI在去除Cr（Ⅵ）的同时可以降低其毒性。

关键词

纸纤维气凝胶 / 气凝胶功能化 / 六价铬 / 吸附 / 价态转化