同步辐射方法原位研究高岭土负载铁基纳米氧化物对水中重金属离子的协同吸附机制

项目名称： 同步辐射方法原位研究高岭土负载铁基纳米氧化物对水中重金属离子的协同吸附机制

项目编号： No.11205204

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理学II

项目作者： 孙柏

作者单位： 中国科学院合肥物质科学研究院

项目金额： 28万元

中文摘要： 饮用水中重金属离子的去除方法和材料是目前国内外普遍关注的研究课题，开展对重金属离子吸附机制的研究，对发展低成本、高效、稳定的吸附材料有着重要的指导意义。本项目以高岭土负载的铁基纳米氧化物作为砷吸附材料，利用同步辐射XAFS方法原位研究载体与铁基纳米氧化物协同作用对水中As(III)的氧化过程及对As(III)和As(V)的吸附过程，探索高岭土与铁基纳米氧化物对As（III）的微观氧化过程及As(III)、As(V)吸附到高岭土负载的铁基纳米氧化物表面时的优先吸附位点、形成的复合结构随吸附时间变化的规律，结合对水中砷吸附的热力学及动力学过程研究分析，揭示载体与铁基纳米氧化物对水中砷的协同吸附机制。本项目的开展将为开发低成本、高效的去除饮用水中重金属离子的材料提供理论基础和技术支持。

中文关键词： 同步辐射；高岭土负载铁基纳米氧化物；重金属离子；协同吸附机制；

英文摘要： The method and material development for heavy metal ions removal in drinking water is a cosmopolitan widespread concerned research topic. The adsorption mechanism study to remove the heavy metal ions is meaningful for the development of low-cost, highly efficient and stable adsorption material. The current project aims at using the kaolin loaded nano-sized iron oxides as the adsorption material for As ions removal and investigation of the synergistic effects of kaolin and nano-sized iron oxides on the oxidation of As(III) and the co-adsorption of As(III)/As(V) in water solution by the in-situ synchrotron radiation based XAFS technique. The micro-oxidation process of As（III）and the prior adsorption sites of As(III)/As(V) on the kaolin loaded nanostructured iron-oxides as well as the complex formed on the surface as the function of adsorption time will be studied. Combining with the thermodynamics and kinetics analysis of arsenic adsorption process, the co-adsorption mechanism of arsenic adsorption in water solution by kaolin loaded nano-sized iron oxides will be clearly revealed. This project will supply both the theoretic insight and the technique direction for the development of low-cost and highly efficient materials for heavy ions removal in drinking water.

英文关键词： synchrotron radiation；kaolin loaded nano-sized iron oxide；heavy metal ion；co-adsorption mechanism；