二氧化鈰改性活性炭,用于飲用水凈化的高效除砷吸附劑.飲用水中溶解的砷物質如果后被人飲用的話可能造成健康問題。很多地區的水資源都有著不同程度的砷污染。如果長期攝取砷污染的水會導致一系列的問題。

　　二氧化鈰改性活性炭是通過單步化學方法合成的，并且證明它是用于在沒有任何預氧化過程的情況下從水中去除As(III)和As(V)的高效吸附劑。二氧化鈰是一種廣泛使用的化學穩定和無毒的稀土氧化物，使其成為水凈化的有力候選者。二氧化鈰已經顯示出具有對砷強親和力，并且作為含水氧化鈰使用時具有去除能力超過100毫克/克。但是如上所述，已經報道了在任何實際應用之前需要造粒的納米顆粒的研究。由于可用表面積的劇烈變化，造粒可能導致清除能力下降。

　　在這篇內容中我們研究了一種有效的砷去除吸附劑，可以直接用于POU裝置的松散床或結合塊或社區規模的凈化。吸附劑由用原位合成的二氧化鈰改性活性炭組成。在沒有任何預氧化的情況下，As(III)和As(V)兩者的去除效率相等，與任何其它市售的用于除砷的吸附劑相比，該材料在成本，易用性和去除效率方面具有很好的競爭力。

　　研究步驟

　　二氧化鈰改性活性炭的合成

　　將100g粉狀活性炭加入到80mL 0.071M硝酸鈰(Ce(NO 3)3 ·6H 2 O)溶液中，并靜置3小時。然后將1N NaOH溶液滴加到上述混合物中，連續機械攪拌以獲得6.5的pH值。然后過濾混合物，洗滌并在100℃下干燥，得到最終材料二氧化鈰改性活性炭。

　　吸附等溫線

　　將0.1g 二氧化鈰改性活性炭加入到100mL 300ppb As(III)或As(V)溶液中并攪拌4小時。然后使溶液平衡72小時。72小時后收集20mL等分試樣，通過0.45μm注射器過濾器過濾并用于估算砷。

　　平衡研究是在不同的砷濃度下進行的。基于平衡砷濃度，繪制吸附等溫線。使用ICP-OES評估等分試樣中的砷濃度。

　　動力學研究

　　將1g 二氧化鈰改性活性炭加入到1L 300ppb As(III)或As(V)溶液中。在2,4,6,8和10分鐘收集20mL等分試樣。在15,30,60和90分鐘收集另外的等分試樣。將等分試樣通過0.45μm注射器過濾器過濾，并使用澄清的濾液進行砷測定。

　　pH對去除能力的影響

　　300ppb的pH使用0.1N HCl和/或0.1N NaOH溶液將As(III)或As(V)溶液調節至所需值。然后將0.1g 二氧化鈰改性活性炭加入到100mL As(III)或As(V)溶液中，攪拌4h，然后平衡72h。72小時后收集等分試樣，通過0.45μm注射器過濾器過濾并用于估算砷。

　　反離子和有機物對去除能力的影響

　　使用加入100ppm反陰離子的300ppb As(III)或As(V)溶液研究抗衡離子的影響。這些研究是用單個抗衡陰離子進行的。對于涉及有機物的研究，300 ppb As(III)或As(V)溶液中加入1-4 ppm的腐植酸。平衡和樣品采集使用與pH研究相同的程序完成。

　　可重用性研究

　　將0.1g PAC-CeO 2加入攪拌4小時的100mL 330ppb As(III)或As(V)溶液中。然后使溶液平衡72小時。72小時后收集20mL等分試樣，通過0.45μm注射器過濾器過濾并用于估算砷。然后過濾吸附劑，用DI水洗滌并在室溫下干燥，然后重復實驗。

　　經過上面的研究結果我們發現二氧化鈰改性活性炭作為從飲用水中除砷的吸附劑是非常有效的。As(III)和As(V)的最大去除能力接近12 mg / g。去除效率不受pH值，鹽度，硬度，有機和無機陰離子(不包括磷酸鹽)變化的影響。去除的機制是通過特定的吸附和吸引力。在不需要預處理的情況下，吸附劑在成本，易用性和去除效率方面對于POU裝置具有高度的競爭力。