砷在自然环境中常以硫化物矿的形式存在，是拥有剧毒的类金属元素，但是它也是一种具有医用价值的药品，雌黄和雄黄两种最为常见。生活中常以三价和五价存在，在水成分中，即使是非常低的浓度依然具有极高的毒性。是以，获得可以去除污水中的砷元素的材料一直是人们关注的环境课题，如何获得廉价高效的材料更是研究热点。本文利用化学沉淀法制备了ZIF-67,并制备了它的磁性衍生物-金属氧化物复合氮掺杂碳材料。实验污水初始pH值、浓度，吸附剂投料量，制备材料处理方法不同等因素对As(III)的去除吸附影响，并对实验材料吸附进行了重复利用。结果表明，As(III)的吸附受到以上条件变化的影响；且在25℃，pH=6，使用通氮气材料，投料量为0.5g/L，污水浓度为10ppm时吸附效果最佳。
目录
摘要 1
关键词 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 化学试剂与仪器 3
1．2 溶液配制 3
1．3 吸附材料的合成 4
1.4 吸附试验 4
1.5 As(III)的分析方法 4
2 结果与分析： 4
2.1 As(III)的标准曲线 5
2.2 pH值对实验结果的影响 5
2.2材料对砷去除的影响 6
2.3 投料量浓度对砷去除的影响 6
2.4 污染物浓度对砷去除的影响 7
2.5 重复利用 8
2.6 材料的稳定性 8
2.7 材料比表面积 8
3 讨论： 9
3.1 实验讨论： 9
3.2 结论 9
致谢 9
参考文献 10
金属氧化物复合氮掺杂碳材料对
水体污染物的降解去除研究
应用化学152 司文婧
引言
引言
就目前的砷污染而言，国际和国内的污染情况均很严重，全球受砷污染危害的国家有印度，阿根廷，智利，日本，中国，墨西哥，孟加拉国等[1]。而在砷污染重，以地下水的污染最为严重，亚洲中孟加拉国和印度两国的地下水污染尤为严重 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
。因为自然条件的原因，这些地区水环境中砷含量甚至超过50μg/L，而人们日常生活饮用水就是依靠地下水，长期暴露在高砷浓度的环境中，如长期饮用含砷的水，可能会引起慢性疾病和中毒，女性在怀孕期间暴露在砷环境中，会导致畸胎和流产[2]。由此可以看出，砷会使得人类的身体遭受巨大损伤。
由于砷这种元素对环境的污染一旦形成，将产生种种难以消除的影响。特别在于对水和土壤的污染上，该元素可以通过食物链积累和水资源流动，最终积累到人身上，并且无法去除，危害人类健康。我们现在可以通过尿砷检测确定自己是否中毒，目前的标准是尿砷含量达到 0.09mg/L 及以上为中毒。检查头发的砷含量也是一种方法，中毒标准为发砷的含量达到 0.06μg/g 及以上为中毒[3]。
目前，人们已经采取了许多不同的技术致力于去除溶液中的砷，许多国家已经开始采取强行去除措施。鉴于砷的危害甚广，人们致力于研发各种纳米吸附材料，这些材料具有高比表面，对有机小分子吸附力很强，因此适于对生活于工业污水的去除。ZIF材料是目前比较成熟的纳米材料，它具有以下优秀的特点：具有大孔洞和各种窗口，其化学稳定性和热力学稳定性良好；金属配点敞开，可以良好的和有机配体相接触；并且在大多数有机溶剂以及在水中均不能够溶解[46]。所以，ZIF材料在处理和吸附有机物领域具有广阔的市场和研究前景。在自然水体中，溶解的砷，一般以无机砷酸盐、亚硝酸盐形式，亚砷酸盐形式或者以甲基化的砷化合物形式存在[7]。三价砷进入细胞的能力比五价砷强。而且其毒性亦比五价砷强，大概有3560倍。但五价砷的毒性亦不容忽视。五价砷在人体内可以转化为三价砷，而且五价砷的可竞争性取代磷酸盐，这使得其可影响许多酶催化的生化反应[8]。低浓度的含砷污水通常采用离子交换法、吸附法或膜分离法与微生物法进行去除[9] 。
金属有机骨架材料（MOFs）是由金属离子或团簇与有机配体组成，可以在高温热解时将金属离子转化成金属单质或金属的氧化物，而有机配体转化出的产物则与煅烧中的气氛有关。在含氧气氛中热处理MOFs，有机配体被氧化分解生成气体，产生大量孔径[10]。金属离子氧化为金属氧化物，从而得到多孔的金属氧化物。
MOF材料表面开放的孔隙结构可以增加其比表面积，以便增加它的吸附性能[8]。以碳作为其骨架。这类材料通常具有发达的孔隙、高的比表面积、优良的耐热、耐酸碱及独特的电子传导性质，是现代工业中不可缺少的重要材料之一，广泛应用于吸附、催化、电子等技术领域[11] 。目前MOFs 的合成方法主要有微波和超声法、溶剂热法、机械搅拌法、溶剂诱导沉淀法等几种方法。使用不同的合成方法可能会对MOFs 材料的结构以及物理化学性能产生重要的影响。
本实验使用的材料为ZIF67的通氮气衍生物材料，该衍生物为碳骨架，其与活性炭均可以对砷元素进行吸附。活性炭是目前商业用途最广的可净化水源的材料，因其结构上的微晶碳呈现不规则的排列，使得交叉连接间在活化石会产生碳组织结构上的缺点，这使得活性炭的比表面巨大，堆积密度高而且多孔。这些结构使得活性炭对砷具有一定的吸附能力。同时，简单实验即可得知活性炭对砷的吸附能力是非常有限的，在改性处理后会获得较为良好的吸附结果。为实现吸附后的材料多次的再生和重复利用，并且保证回收到的吸附剂依然具有良好的、稳定的吸附能力，考虑到磁性材料对于环境是比较友好的，在试验结束后，可以在实验系统外添加磁场，材料易于与水溶液分离，再生后达到重复利用的目的。本次采用的实验材料，在通氮气管式炉里面充分燃烧之后，具有分厂良好的磁性，做重复利用实验的时候，可以减少实验进行离心的时间，使用外加磁场，即可以回收将近九成的材料，回收效果良好。
1 材料与方法

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