响应面法优化硅藻土负载纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)

刘下国, 周安益, 吴事典, 李嘉诚, 李凯

doi:10.16026/j.cnki.iea.2024010091

离子交换与吸附 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (01) : 91 -98. DOI: 10.16026/j.cnki.iea.2024010091

响应面法优化硅藻土负载纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)

刘下国, 周安益, 吴事典, 李嘉诚, 李凯

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摘要

近年来，纳米零价铁(Nanoscale zerovalent iron, NZVI)因高还原性、高比表面积等优点被广泛应用于去除水中Cr(Ⅵ)的研究。本文采用壳聚糖改性后的硅藻土(CDt)对NZVI进行负载制备了硅藻土负载型纳米零价铁(NZVI-CDt)，并对其去除水中Cr(Ⅵ)的条件进行了响应面法优化。以负载比(CDt与NZVI的质量比)、温度、反应时间以及反应溶液pH值为4个响应因素，以水中Cr(Ⅵ)的去除率为响应值进行了四因素三水平的响应面实验设计(Box-Behnken Design, BBD)，建立了响应面模型。分析结果表明：模型在整个回归区域内拟合度好，4个因素对Cr(Ⅵ)去除率的影响是显著的(F值为146.83)，影响顺序为溶液p H值>负载比>反应时间>温度。通过模型优化得到最佳去除条件为：负载比3∶1，温度30℃，反应时间35 min,pH=4，且预测的Cr(Ⅵ)最高去除率为97.81%。通过3组平行实验对模型的预测结果进行验证，得到预测值高于实际值且绝对误差为1.93%，说明预测值与实际值的拟合度较好。通过该研究优化了NZVI-CDt去除水中Cr(Ⅵ)的反应条件，为NZVI-CDt的实际应用提供了数据支持和理论依据。