《表1 不同材料对Cu(Ⅱ)的去除效率对比》

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《Fe-Si-B非晶合金对溶液中Cu(Ⅱ)的去除效率》

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式中:KSA为表面积约化反应速率系数；kobs为表观反应速率系数；ρa为材料反应过程中表面积浓度。通过BET方法测试，300目铁粉的比表面积为0.339 m2/g，而Fe-Si-B非晶合金条带由于比表面积太小，无法用BET方法测量。本研究按照Zhang等[14]的方法，将所用条带看作表面均匀的长方体（3 mm×3 mm×0.03 mm），求得条带的比表面积为0.013 m2/g。计算得到，Fe-Si-B非晶合金条带和300目铁粉的KSA分别为24.153 L/（m2·min）、0.145 L/（m2·min）。对比发现，Fe-Si-B非晶条带的KSA值约为300目铁粉的167倍，这说明虽然Fe-Si-B非晶合金条带的比表面积远小于300目铁粉，但Fe-Si-B非晶合金条带具有较300目铁粉更高的Cu（Ⅱ）去除效率。除此之外，因为Fe-Si-B非晶合金条带中添加了类金属元素Si和B，所以实验过程中1 g/L的Fe-Si-B非晶条带中零价铁的含量要低于1 g/L的300目铁粉，由此进一步说明非晶态的零价铁具有比晶态零价铁更高的反应活性，这可能与非晶态合金特殊的原子排列方式及亚稳态结构有关。表1对多种材料去除Cu（Ⅱ）的效率进行了对比，可以看出，虽然纳米零价铁技术、电解法、生物吸附法与本实验所用的Fe-Si-B非晶合金条带对Cu（Ⅱ）的去除效率都能达到98%以上，但是纳米零价铁颗粒容易团聚且具有生物毒性，电解法与生物吸附法成本昂贵，均不能广泛应用于含Cu（Ⅱ）废水的处理。而本实验所采用的Fe-Si-B非晶合金条带成本低廉，对Cu（Ⅱ）具有优异的去除效果且无二次污染，因此，Fe-SiB非晶合金条带可作为一种新型的含Cu（Ⅱ）废水修复材料。