污水处理技术篇：水体中的砷如何去除-第2页-北极星环保网

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2.4光照对除砷效果的影响

光照对除砷效果的影响见图2。

纯纳米二氧化钛受光照影响较大，避光条件下除砷率显著下降，而载钛GAC、载钛PAC的除砷率受光照影响相对不大。从图2可知，在吸附材料投加质量为0.50g时，不避光的条件下，纳米二氧化钛对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的去除率极高，接近100%，避光后，对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的去除率约为40%，下降一半以上。

活性炭负载纳米二氧化钛后对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的去除效果对避光的反应不一致。负载纳米二氧化钛后的GAC和PAC对As（Ⅴ）的去除率在避光条件下比在不避光条件下分别降低了20%和12%，没有纯的纳米二氧化钛降低明显，而对As（Ⅲ）的去除率在避光条件下比在不避光条件下有上升的趋势，分别上升了20%和2%。

3、讨论

负载纳米二氧化钛后，活性炭对砷的去除率显著提高（图1）。这是由于纳米二氧化钛对砷有较强的吸附能力，从而增加了活性炭对砷的吸附性能。另外400℃下的高温焙烧改性，有可能使活性炭表面粗糙度增大，表面活性吸附点位分布更加均匀而紧密，从而提高了对砷的物理吸附能力。

值得注意的是，不同的活性炭负载纳米二氧化钛后表现出不同的除砷效果（图1）。本实验条件下，负载纳米二氧化钛后GAC对砷的去除率高于PAC，这可能是因为GAC为纳米二氧化钛与砷的接触提供了较好的接触平面，使纳米二氧化钛易于与砷接触而有较好吸附效果，但PAC却不能为纳米二氧化钛与砷的接触提供这样的接触平面。但当GAC中纳米二氧化钛的投加量超过25mg/g时，GAC负载纳米二氧化钛达到饱和，对砷的去除率达到最大值，加大纳米二氧化钛的投加量，改性活性炭对砷的去除率并不增加。而PAC比表面积大，负载纳米二氧化钛没有达到饱和，随着纳米二氧化钛的增多，其对砷的去除率也逐渐增加，可见选择PAC可能更为适合。

本研究中，纳米二氧化钛的负载率很低，如何提高活性炭对纳米二氧化钛的负载率，充分发挥纳米二氧化钛的使用价值，是进一步需要解决的问题。可能的方法是采用TiCl4溶液改性活性炭，制备出胶体，使二者混合得更加均匀，从而使负载率更高，对砷的去除效果更好，该项实验正在进行中。

纳米二氧化钛是光活性物质，其除砷效果受光照影响较大是预想到的。本实验发现，避光条件下纳米二氧化钛的除砷率下降了60%（图2），而负载纳米二氧化钛的GAC和PAC的除砷率受光照影响相对较小，对As（Ⅲ）的去除率还有增高的趋势（图2）。这是因为在避光条件下，纳米二氧化钛和活性炭均能吸附一定的砷，活性炭上负载的纳米二氧化钛和活性炭发生协同作用，因而受避光作用的影响没有纯纳米二氧化钛强烈。

应用XRD衍射分析发现，载钛GAC衍射角为26.70°，载钛PAC衍射角为25.88°处均出现了最明显的特征峰，与标准锐钛型二氧化钛谱线中衍射角为25.28°的最强特征峰相符，说明活性炭上已负载了纳米TiO2，其晶型为锐钛型。同时发现，吸附砷前后的样品特征峰没有变化，鉴于一个峰代表一种晶体结构的原理，衍射峰基本一致，说明没有新的晶体产生。由此推断负载纳米二氧化钛活性炭吸附砷为表面吸附，即砷未进入活性炭的晶格内部，非化学吸附。

4、结论

GAC和PAC的除砷效果都很差，不适合直接用于对水体中砷的去除，但负载纳米二氧化钛后，两种活性炭对砷的去除率都显著提高。纯的纳米二氧化钛对砷的吸附率在避光条件下显著下降，但负载纳米二氧化钛后的活性炭除砷率受光照影响不大。因此，负载纳米二氧化钛后的活性炭实用可行，可用于对水体中砷的去除。

原标题：水体中的砷如何去除

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