目錄
第1章 緒論1
1.1 銻及其化合物概述1
1.1.1 銻的基本性質(zhì)1
1.1.2 銻及其化合物的應(yīng)用1
1.1.3 主要含銻礦物2
1.2 含銻礦物的淋溶釋放2
1.2.1 礦物溶解的理論基礎(chǔ)2
1.2.2 含銻礦物及產(chǎn)品中銻的溶出6
1.2.3 礦物溶解分析技術(shù)7
1.3 銻的吸附特征8
1.3.1 黏土礦物對(duì)銻的吸附8
1.3.2 鐵錳氧化物對(duì)銻的吸附9
1.3.3 有機(jī)質(zhì)對(duì)銻的吸附9
1.3.4 土壤和沉積物對(duì)銻的吸附10
1.4 銻的氧化還原11
1.4.1 銻的氧化還原電位11
1.4.2 銻的氧化還原研究進(jìn)展12
1.4.3 鐵系化合物對(duì)污染物的催化氧化14
1.4.4 錳氧化物的吸附氧化特性20
參考文獻(xiàn)23
第1篇 含銻礦物淋溶釋放動(dòng)力學(xué)過程和機(jī)理
第2章 硫化銻的溶解動(dòng)力學(xué)和機(jī)理35
2.1 研究方法35
2.1.1 光照作用下Sb2S3的溶解實(shí)驗(yàn)35
2.1.2 天然有機(jī)質(zhì)存在下Sb2S3的溶解實(shí)驗(yàn)35
2.1.3 Sb2S3的表征及數(shù)據(jù)分析36
2.2 光照作用下Sb2S3的溶解動(dòng)力學(xué)和機(jī)理36
2.2.1 光照對(duì)Sb2S3溶解的影響36
2.2.2 總銻的釋放及Sb(III)的氧化38
2.2.3 硫化物的氧化及硫代銻酸鹽的生成對(duì)硫化銻溶解的影響42
2.2.4 Sb2S3光催化氧化溶解的機(jī)理43
2.3 有機(jī)質(zhì)作用下Sb2S3的溶解動(dòng)力學(xué)和機(jī)理45
2.3.1 不同pH下天然有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb2S3溶解速率的影響45
2.3.2 天然有機(jī)質(zhì)濃度對(duì)Sb2S3溶解速率的影響48
2.3.3 不同條件對(duì)Sb釋放比例的影響48
2.3.4 溶解速率與解離常數(shù)及穩(wěn)定常數(shù)的關(guān)系49
2.4 光照作用下溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb2S3溶解動(dòng)力學(xué)的影響50
2.4.1 不同pH下天然有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb2S3溶解速率的影響50
2.4.2 天然有機(jī)質(zhì)濃度對(duì)Sb2S3溶解速率的影響53
2.4.3 不同條件對(duì)Sb釋放比例的影響54
2.4.4 溶解速率與解離常數(shù)及穩(wěn)定常數(shù)的關(guān)系56
參考文獻(xiàn)57
第3章 氧化銻的溶解動(dòng)力學(xué)和機(jī)理60
3.1 研究方法60
3.1.1 光照作用下Sb2O3的溶解實(shí)驗(yàn)60
3.1.2 天然有機(jī)質(zhì)存在下Sb2O3的溶解實(shí)驗(yàn)60
3.1.3 Sb2O3的表征61
3.1.4 Sb(III)、Sb(V)和總銻的分析62
3.1.5 OH的測(cè)定62
3.1.6 H2O2的測(cè)定62
3.1.7 數(shù)據(jù)分析62
3.2 光照作用下Sb2O3的溶解動(dòng)力學(xué)和機(jī)理63
3.2.1 Sb2O3在太陽光下的溶解63
3.2.2 不同波長的光對(duì)Sb2O3溶解的影響63
3.2.3 Sb2O3在模擬太陽光下的氧化溶解機(jī)制64
3.3 有機(jī)質(zhì)作用下Sb2O3的溶解動(dòng)力學(xué)和機(jī)理69
3.3.1 小分子天然有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)69
3.3.2 不同pH下天然有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb2O3溶解速率的影響71
3.3.3 天然有機(jī)質(zhì)濃度對(duì)Sb2O3溶解速率的影響75
3.3.4 不同條件對(duì)Sb釋放比例的影響76
3.3.5 溶解速率與解離常數(shù)及穩(wěn)定常數(shù)的關(guān)系76
3.4 光照作用下溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb2O3溶解動(dòng)力學(xué)的影響78
3.4.1 不同pH下天然有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb2O3溶解速率的影響78
3.4.2 天然有機(jī)質(zhì)濃度對(duì)Sb2O3溶解速率的影響81
3.4.3 不同條件對(duì)Sb釋放比例的影響81
3.4.4 溶解速率與解離常數(shù)及穩(wěn)定常數(shù)的關(guān)系84
參考文獻(xiàn)85
第4章 天然含銻礦物的溶解釋放特征87
4.1 研究方法87
4.1.1 樣品的采集與預(yù)處理87
4.1.2 樣品的消解87
4.1.3 淋濾實(shí)驗(yàn)方法88
4.1.4 礦物樣品的表征88
4.1.5 淋溶釋放速率的計(jì)算88
4.2 酸性條件下天然含銻礦物的淋濾特征89
4.2.1 天然含銻礦物的表征89
4.2.2 不同來源含銻礦物的淋濾特征90
4.2.3 淋濾表面的變化94
4.3 三類典型含銻礦物中Sb和As在不同pH下的釋放特征96
4.3.1 硫化銻礦物96
4.3.2 復(fù)合銻礦物97
4.3.3 多金屬礦物98
4.3.4 三類礦物中Sb和As的釋放比例99
參考文獻(xiàn)99
第5章 剎車片中銻的溶解釋放特征101
5.1 研究方法102
5.1.1 樣品的采集與預(yù)處理102
5.1.2 樣品的消解102
5.1.3 淋濾實(shí)驗(yàn)方法102
5.1.4 剎車片樣品的表征103
5.1.5 總銻分析103
5.1.6 剎車片中金屬成分分析103
5.2 剎車片淋濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果104
5.3 初始pH和溫度對(duì)銻釋放的影響105
5.4 溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb釋放的影響106
5.5 銻釋放產(chǎn)生的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析108
參考文獻(xiàn)108
第2篇 典型礦物對(duì)銻的吸附過程和機(jī)理
第6章 Sb(III)和Sb(V)在高嶺土、膨潤土和針鐵礦表面的吸附特征111
6.1 礦物性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)方法111
6.1.1 礦物性質(zhì)111
6.1.2 實(shí)驗(yàn)方法111
6.2 Sb(III)在三種礦物表面的吸附動(dòng)力學(xué)111
6.3 Sb(III)在三種礦物表面的吸附等溫線113
6.3.1 高嶺土113
6.3.2 膨潤土114
6.3.3 針鐵礦115
6.3.4 吸附性能比較116
6.4 Sb(V)在三種礦物表面的吸附動(dòng)力學(xué)117
6.5 Sb(V)在三種礦物表面的吸附等溫線119
6.5.1 高嶺土119
6.5.2 膨潤土120
6.5.3 針鐵礦121
6.5.4 吸附性能比較122
6.6 Sb(III)和Sb(V)在三種礦物表面吸附性能的比較123
6.6.1 高嶺土123
6.6.2 膨潤土123
6.6.3 針鐵礦124
6.7 pH對(duì)Sb(III)和Sb(V)在三種礦物表面吸附性能的影響125
6.7.1 對(duì)Sb(III)吸附的影響125
6.7.2 對(duì)Sb(V)吸附的影響128
6.8 胡敏酸對(duì)Sb(III)和Sb(V)在三種礦物表面吸附性能的影響131
6.8.1 對(duì)Sb(III)吸附的影響133
6.8.2 對(duì)Sb(V)吸附的影響134
6.9 競爭性離子對(duì)Sb(III)和Sb(V)在三種礦物表面吸附性能的影響135
6.9.1 高嶺土136
6.9.2 膨潤土136
6.9.3 針鐵礦138
6.10 Sb(III)和Sb(V)在三種礦物表面吸附的熱力學(xué)參數(shù)139
6.10.1 高嶺土139
6.10.2 膨潤土142
6.10.3 針鐵礦145
參考文獻(xiàn)147
第7章 合成氧化物對(duì)Sb(III)和Sb(V)的吸附特征153
7.1 氧化鈦對(duì)無機(jī)銻的等溫吸附153
7.1.1 礦物合成與實(shí)驗(yàn)方法153
7.1.2 對(duì)無機(jī)銻的吸附動(dòng)力學(xué)153
7.1.3 對(duì)無機(jī)銻的吸附等溫線154
7.1.4 溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)無機(jī)銻吸附的影響155
7.2 鐵氧化物對(duì)Sb(III)和Sb(V)的吸附行為及機(jī)理分析157
7.2.1 鐵氧化物的制備與實(shí)驗(yàn)方法157
7.2.2 對(duì)Sb(V)的吸附動(dòng)力學(xué)158
7.2.3 對(duì)Sb(III)的吸附動(dòng)力學(xué)159
7.2.4 對(duì)Sb(III)和Sb(V)的吸附動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)參數(shù)160
7.2.5 對(duì)Sb(V)的吸附等溫線163
7.2.6 對(duì)Sb(V)的表面吸附位點(diǎn)密度166
7.2.7 對(duì)Sb(III)的吸附等溫線169
參考文獻(xiàn)171
第8章 混凝法對(duì)Sb(V)和Sb(III)的去除效果與機(jī)理173
8.1 混凝實(shí)驗(yàn)過程及方法173
8.1.1 混凝法實(shí)驗(yàn)過程173
8.1.2 不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)混凝法去除銻的影響174
8.1.3 純無定形鐵和載銻無定形鐵的合成174
8.2 pH對(duì)Sb(V)和Sb(III)去除的影響174
8.2.1 三氯化鐵對(duì)Sb(V)和Sb(III)的去除174
8.2.2 硫酸鋁對(duì)Sb(V)和Sb(III)的去除176
8.3 銻初始濃度與鐵劑量對(duì)Sb(V)和Sb(III)去除的影響176
8.3.1 Sb(V)初始濃度與鐵劑量對(duì)Sb(V)去除的影響176
8.3.2 Sb(III)初始濃度與鐵劑量對(duì)Sb(III)去除的影響178
8.4 干擾離子對(duì)Sb(V)和Sb(III)去除的影響179
8.4.1 碳酸氫根的影響179
8.4.2 硫酸根的影響179
8.4.3 硅酸根的影響180
8.4.4 磷酸根的影響181
8.4.5 腐殖酸的影響182
8.4.6 復(fù)合干擾離子的影響183
8.5 鐵-混凝法去除Sb(V)和Sb(III)的影響因素與機(jī)理184
8.5.1 干擾離子對(duì)Sb(V)去除的影響184
8.5.2 干擾離子對(duì)Sb(III)去除的影響185
8.5.3 鐵-混凝法去除Sb(III)和Sb(V)的機(jī)理185
參考文獻(xiàn)188
第3篇 鐵錳介導(dǎo)的銻氧化動(dòng)力學(xué)過程和機(jī)理
第9章 Fe(II)與Sb(III)共氧化的影響和機(jī)理191
9.1 Fe(II)與Sb(III)的共氧化過程191
9.2 草酸對(duì)Sb(III)-Fe(II)共氧化的影響193
9.3 EDTA對(duì)Sb(III)-Fe(II)共氧化的影響195
9.4 富里酸對(duì)Sb(III)-Fe(II)共氧化的影響196
9.5 Fe(II)與Sb(III)共氧化機(jī)理198
參考文獻(xiàn)198
第10章 無機(jī)Fe(III)對(duì)Sb(III)的光氧化過程和機(jī)理199
10.1 不同pH下Sb(III)在Fe(III)溶液中的光氧化過程199
10.2 酸性條件下Sb(III)的光氧化機(jī)理200
10.3 弱酸和中性條件下Sb(III)的光氧化機(jī)理202
10.4 堿性條件下Sb(III)的光氧化機(jī)理204
10.5 不同形態(tài)無機(jī)Fe(III)對(duì)Sb(III)的光氧化機(jī)理207
參考文獻(xiàn)210
第11章 有機(jī)Fe(III)對(duì)Sb(III)的光氧化過程和機(jī)理212
11.1 Sb(III)在Fe(III)-草酸溶液中的光氧化過程212
11.2 Fe(III)-草酸光照體系中活性物種對(duì)Sb(III)氧化的影響213
11.3 Fe(III)-草酸光照體系中活性物種的生成機(jī)理218
11.4 Fe(III)-草酸光解體系中Fe(II)、H2O2和Sb(III)的動(dòng)力學(xué)模擬220
11.4.1 FeIII(C2O4)33-和FeIII(C2O4)2-光解速率的計(jì)算220
11.4.2 ACUCHEM軟件的模擬結(jié)果221
11.5 Fe(III)-檸檬酸/Fe(III)-富里酸光照體系中Sb(III)的光氧化機(jī)理222
參考文獻(xiàn)224
第12章 水鐵礦懸浮液中Sb(III)的光氧化過程和機(jī)理及移動(dòng)性226
12.1 Sb(III)在水鐵礦表面的吸附和光氧化過程226
12.2 pH對(duì)Sb(III)光氧化的影響227
12.3 溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)Sb(III)光氧化的影響228
12.4 共存離子對(duì)Sb(III)光氧化的影響229
12.5 光照條件下水鐵礦懸浮液中銻的移動(dòng)性230
12.6 水鐵礦懸浮液中Sb(III)的光氧化機(jī)理和移動(dòng)性231
參考文獻(xiàn)232
第13章 纖鐵礦懸浮液中Sb(III)的光氧化過程和機(jī)理233
13.1 Sb(III)在纖鐵礦懸浮液中的光氧化過程233
13.2 pH對(duì)Sb(III)光氧化的影響234
13.3 Fe(II)的生成及影響235
13.4 纖鐵礦懸浮液中Sb(III)的光氧化機(jī)理236
參考文獻(xiàn)239
第14章 黃鐵礦對(duì)Sb(III)的氧化過程和機(jī)理241
14.1 研究方法241
14.1.1 黃鐵礦的預(yù)處理241
14.1.2 Sb(III)的氧化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)241
14.1.3 循環(huán)伏安法242
14.1.4 Sb(III)和Sb(V)的分析測(cè)定242
14.1.5 Fe(II)aq的測(cè)定243
14.1.6 H2O2的測(cè)定243
14.1.7 電子自旋共振分析243
14.1.8 動(dòng)力學(xué)擬合243
14.1.9 數(shù)據(jù)分析244
14.2 純黃鐵礦對(duì)Sb(III)的氧化過程244
14.2.1 Sb(III)在黃鐵礦懸浮液中的氧化244
14.2.2 無氧條件下黃鐵礦懸浮液中Sb(III)的氧化249
14.2.3 光照條件下黃鐵礦懸浮液中Sb(III)的氧化249
14.2.4 Sb(III)在黃鐵礦懸浮液中的氧化機(jī)理250
14.3 水溶液中黃鐵礦的表面氧化對(duì)其Sb(III)氧化活性的影響及機(jī)理251
14.3.1 對(duì)黃鐵礦表面特性的影響251
14.3.2 黃鐵礦的Sb(III)氧化活性比較255
14.3.3 對(duì)黃鐵礦生成ROS的影響257
14.3.4 黃鐵礦生成H2O2、.OH和O-2的分析258
14.3.5 對(duì)黃鐵礦溶出Fe(II)aq能力的影響260
14.3.6 對(duì)黃鐵礦表面還原O2的能力的影響261
14.3.7 對(duì)黃鐵礦氧化Sb(III)活性的抑制機(jī)理263
14.4 空氣中黃鐵礦的表面氧化對(duì)其Sb(III)氧化活性的影響及機(jī)理264
14.4.1 對(duì)黃鐵礦表面特性的影響264
14.4.2 Fe(II)aq氧化生成.OH和H2O2的分析266
14.4.3 黃鐵礦的Sb(III)氧化活性比較269
14.4.4 氧化程度對(duì)黃鐵礦反應(yīng)活性的影響272
14.4.5 對(duì)共存組分形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響及環(huán)境意義274
14.4.6 空氣氧化產(chǎn)物對(duì)黃鐵礦反應(yīng)活性的影響機(jī)制276
參考文獻(xiàn)276
第15章 錳氧化物對(duì)銻的氧化過程和機(jī)理281
15.1 β-MnO2、γ-MnOOH對(duì)Sb(III)與Sb(V)的吸附熱力學(xué)281
15.1.1 不同pH下Sb(III)與Sb(V)的吸附等溫線281
15.1.2 離子強(qiáng)度對(duì)β-MnO2、γ-MnOOH吸附Sb(V)的影響283
15.2 Sb(III)在β-MnO2、γ-MnOOH表面的吸附氧化動(dòng)力學(xué)285
15.2.1 錳氧化物初始濃度對(duì)反應(yīng)的影響286
15.2.2 pH對(duì)錳氧化物與Sb(III)反應(yīng)的影響287
15.2.3 溫度對(duì)錳氧化物與Sb(III)反應(yīng)的影響289
15.2.4 外源Mn2+對(duì)錳氧化物與Sb(III)反應(yīng)的影響290
15.3 β-MnO2、γ-MnOOH與銻反應(yīng)的光譜學(xué)291
參考文獻(xiàn)293
第16章 天然水中活性組分對(duì)Sb(III)光氧化的影響295
16.1 天然水中顆粒物和水膠體對(duì)Sb(III)氧化的影響295
16.1.1 顆粒物與水膠體的分離與收集295
16.1.2 顆粒物與水膠體的物理化學(xué)性質(zhì)295
16.1.3 不同水樣組分對(duì)Sb(III)分布的影響298
16.1.4 Sb(III)初始濃度對(duì)其氧化的影響299
16.1.5 顆粒物與水膠體對(duì)Sb(III)氧化的影響301
16.1.6 天然水中自由基對(duì)Sb(III)氧化的影響304
16.2 鐵和溶解性有機(jī)質(zhì)的絡(luò)合物對(duì)Sb(III)光氧化的影響308
16.2.1 Fe(III)與NOM影響下Sb(III)的光氧化過程308
16.2.2 Fe(III)與NOM濃度的比值對(duì)Sb(III)光氧化的影響309
16.2.3 Fe(II)與NOM影響下Sb(III)的光氧化過程311
16.2.4 Fe(II)與NOM濃度的比值對(duì)Sb(III)光氧化的影響311
16.3 不同途徑Sb(III)氧化速率系數(shù)的比較313
參考文獻(xiàn)314
附錄1 SOP(air)表面O2的還原速率常數(shù)的計(jì)算317
附錄2 SOP(air)和純黃鐵礦表面Fe(II)和Fe(III)位點(diǎn)數(shù)量的計(jì)算319