化学还原强化电产亚铁一步法还原去除五价锑机制研究

Antimony (Sb) pollution in some place was heavy in China. In comparison with Sb(III), removal of Sb(V) was difficult via conventional methods due to its high solubility. In this study, reduction of Sb(V) will be performed via electrocoagulation with the addition of chemical reductants. Furthermore, Sb was removed by the combined process of precipitation, coagulation, adsorption etc. Reduction efficiency of Sb(V) with the various chemical reductants in the electrocoagulation process will be compared. Distribution of Sb(III) and Sb(V) in the aqueous phase and solid phase will be investigated under various reaction processes as well as the variation of Fe2+/Fe3+ ions. Furthermore, iron speciation variation will be investigated using XRD, FT-IR, and XANF etc to explore the interaction of Sb(III)/Sb(V) with iron species. Effects of aqueous quanlities and electrochemical parameters on the reduction and removal of Sb(V) will be investigated indetails.The obtained results will provide some information for the Sb(V) removal and enrich the water purification mechanism of electrocoagulation.

中国是产锑大国，某些地区锑污染问题严重。与三价锑酸盐Sb(III)相比，五价锑酸盐Sb(V)溶解度大，难以被常规处理方法有效去除。本项目拟在铁板电絮凝体系中，外加化学还原剂，利用与电絮凝产生亚铁离子的共同作用有效还原Sb(V)。进一步，通过Fe2+/Fe3+的沉淀、共沉淀、混凝、吸附等多过程有效除锑。首先考察不同还原剂强化电絮凝除Sb(V)效率，筛选合适的还原剂；研究Sb(III)和Sb(V)在水相与固相的浓度变化，Fe2+/Fe3+的生成与变化；通过XRD、红外以及同步辐射等方法研究铁氧化物的形态变化，进一步揭示Sb(III)和Sb(V)与Fe2+/Fe3+的氧化物或氢氧化物的结合机制，明确沉淀、共沉淀、混凝、吸附等作用对除锑的贡献；阐明Sb(V)还原与去除途径与机制。掌握还原与去除Sb(V)的水质与电化学调控方法。本项目可为解决水中Sb(V)的去除提供技术支持，丰富电絮凝净水理论。

中国是产锑大国，某些地区锑污染问题严重。本文针对五价锑废水较难处理的难题，首先采用强化电絮凝方法实现了废水中五价锑和三价锑的有效去除，揭示了锑的去除微观机制。进一步建立了紫外光强化电还原系统，实现了五价锑的电化学还原为零价锑，实现了废水中锑的资源化处理利用。首先，我们对以铁板为阳极的电混凝过程中影响五价锑去除的因素进行了研究，得出了电混凝过程中有利于五价锑去除的优势含铁物种绿锈，并采用原位拉曼光谱等方法证明了绿绣物质；进一步提出了向电混凝体系中投加二价锰离子的方法来促进绿锈的生成与稳定的调控方法；研究还发现在钴离子存在条件下电混凝对锑的去除过程和机理，发现钴离子的存在可以通过促进绿锈的生成进而促进锑的去除。针对三价锑可以电还原为零价锑，五价锑为电化学惰性不能进行电还原沉积回收的难题，利用紫外光激发亚硫酸盐产生水合电子，实现了水合电子辅助下五价锑电沉积还原为零价锑，研究结果为五价锑的资源化回收与利用提供了技术支撑。本项目执行期间共发表相关SCI收录论文19 篇，申请专利2项，其中授权专利1项。培养博士后1名，培养博士研究生1名，硕士研究生3名。