锑在二氧化钛高能晶面上的吸附去除机理
详细信息    查看官网全文
摘要
近年来,由工业发展及人类活动引起的水体锑(Sb)污染已受到全球广泛关注。吸附法作为一种安全、经济、易于操作的水处理技术已被普遍应用于锑的去除中[1]。本研究采用高活性{001}晶面二氧化钛(TiO_2)材料对锑(Sb)进行吸附去除。吸附等温线结果表明TiO_2对Sb(III)及Sb(V)的最大吸附容量分别为200 mg/g及156 mg/g。吸附动力学表明Sb的吸附符合拟二级动力学方程,平衡时间为60 min。Zeta电位结果表明TiO_2表面吸附Sb后其等电点(PZC)左移,说明形成了带负电的内层吸附结构。基于密度泛函数理论(DFT)的计算结果显示,Sb(III)在TiO_2表面可以形成单齿和双齿两种吸附构型,其吸附能分别为-2.06和-4.09 e V;而Sb(V)只能以双齿构型吸附在TiO_2{001}表面,其吸附能为-8.28 e V。基于同步辐射的EXAFS分析表明Sb主要以双齿吸附构型存在于TiO_2表面。该研究表明具有高能晶面的TiO_2材料可用于锑的高效吸附去除。
Developing novel adsorbents with high adsorption capacity for antimony(Sb) remains a global challenge for decades.In this study,high-energy {001} facet TiO_2 was used to remove Sb.Adsorption experiments demonstrated that the maximum adsorption capacity for Sb(III) and Sb(V) on TiO_2 was 200 mg/g and 156 mg/g,respectively.The PZC of TiO_2 shifted to lower pH values upon Sb adsorption,indicating the formation of negatively charged inner-sphere surface complexes.DFT calculations show that Sb(III) forms both monodentate(-2.06 e V) and bidentate(-4.09 e V) surface configurations;whereas Sb(V) only forms bidentate complex with an adsorption energy of-8.28 e V.EXAFS analysis indicates that Sb formed bidentate structures on TiO_2.This study demonstrates that TiO_2 with high energy {001} facet is a promising adsorbent for Sb removal.
引文
[1]Luo,J.M.;Luo,X.B.;Crittenden,J.;Qu,J.H.;Bai,Y.H.;Peng,Y.;Li,J.H.Environ.Sci.Technol.2015,49(18),11115.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700