南京工业大学徐炎华教授课题组在含砷废水处理方面取得新进展

图7 吸附前后HFOR在不同pH值下的Zeta电位

图8 砷吸附前后HFOR的XPS光谱：（a）扫描扫描，（b）Fe 2p，（c）O 1 s和（d）As 3d。

图9 p-ASA和As（V）的吸附/解吸机理

静电相互作用和配位是促进HFOR完成As（V）吸附的主要方法。HFO纳米粒子对As（V）的特异性吸附，这可能是As（V）吸附的主要作用。

HFOR对p-ASA的吸附可通过多种途径实现。Fe-O-As的强配位，静电引力，氢键以及弱的π-π-EDA有助于HFOR在p-ASA上的出色吸附性能。以前的实验表明，在二元系统中，As（V）和p-ASA之间存在明显的HFOR竞争性吸附，这是由于HFO作为吸附剂的主要功能成分，对不同的砷物质表现出不同的选择性。此外，p-ASA取代基的空间位阻可能会减弱吸附亲和力，也导致p-ASA的吸附能力低于As（V）。

图10 HFOR的稳定性和可重复使用性：（a）As（V）和p-ASA在HFOR上的循环吸附-再生运行，（b）耐酸性（pH = 1）和（c）耐碱性（pH = 13）

在极端酸性的环境下，铁的溶解量随酸浸出时间的延长而逐渐增加，这可以归因于铁在过量的H+存在下倾向于以离子态存在。96小时后铁的溶出率小于6％。在极端碱性环境下，铁的溶解率小于2％，表明HFOR具有优异的耐酸碱性能。HFOR在很宽的pH范围内均具有出色的吸附性能，表明可以避免二次污染的风险。

图11（a）通过HFOR从合成进料溶液中去除As（V）和p-ASA的突破曲线，以及（b）在298 K下再生的HFOR

小结：本文制备了多功能吸附剂HFOR，并研究了其对溶液中As（V）和p-ASA同时去除性能。与其他常用的吸附材料相比，HFOR去除两种不同类型的砷污染物的能力更为突出。As（V）和p-ASA的吸附容量分别达到60 mg As/g和22 mg/g。这种优势可归因于HFOR的独特结构和多个官能团的协同作用，尤其是封装的HFO纳米颗粒在两种砷物质上的特异性吸附。HFOR表现出对As（V）的优先吸附，并且氢键与π–π–EDA的协同相互作用促使其对p-ASA保持了理想吸附能力。即使在竞争离子的高浓度下，As（V）和p-ASA在HFOR上的吸附能力仍保持在相当高的水平。对初始pH值的影响和对材料稳定性的分析结果证实了HFOR的出色功能，包括高耐酸碱性能，二次污染的零风险以及在宽pH范围（pH 5-9）中的可用性。提取的HFOR可以使用碱性溶液有效地再生。经过五个循环的再生，HFOR保持了净化污染物的能力以及可回收性。As（V）和p-ASA的吸附容量分别高于55 mg As / g和18 mg / g。这项研究证实了HFOR作为控制水环境中砷污染的有效吸附剂的潜在应用价值，为解决污染物共存问题提供了新思路，并扩大了功能性树脂吸附剂在水污染控制领域的应用。