硫化铁铜双金属复合材料的制备及除铬机制

以零价铁为原料,利用液相置换法制备铁铜双金属(Fe-Cu),对其硫化改性后,得到一种除铬效率更高的硫化铁铜双金属铁基复合材料(S-Fe-Cu).探讨了 Cu/Fe质量比、S/Fe摩尔比、pH值和氯离子对S-Fe-Cu去除水体中Cr(Ⅵ)效果的影响.采用扫描电子显微镜与能谱分析仪(SEM-EDX)、比表面积分析仪(BET)和X射线电子能谱(XPS)等表征手段分析了 S-Fe-Cu的表面结构及元素组成,并研究了其除铬机制.结果表明,S-Fe-Cu表面成功负载上了 FeSx,理论最佳S/Fe摩尔比为0.056,理论最佳Cu/Fe质量比为0.025.与Fe-Cu相比,S-Fe-Cu的比表面积增大了 2.1倍,pH为5时除铬效率提高了 6.1倍;pH值增大,S-Fe-Cu除铬效果下降,但其碱性条件下的除铬效果仍是Fe-Cu的两倍.氯离子能够促进材料在反应过程中Fe(Ⅱ)的释放,分析认为氯离子能够渗透表面钝化层,使钝化层产生缺陷,从而促进零价铁的直接氧化,提高S-Fe-Cu除铬性能.XPS与EDX表面元素分析表明,材料除铬机制主要包含还原、吸附或共沉淀.