纳米银对水中三价砷的催化氧化研究

纳米银由于具有优良的杀菌性能,越来越多地用到饮用水消毒等领域.其作为杀菌剂主要针对饮用水中细菌超标以及水处理膜组件中存在的膜污染（菌污染）等问题.然而,由于AgNPs具有良好的光催化活性,可能会影响水处理系统中共存无机砷[As（Ⅲ）和As（V）]的形态转化.本研究采用液相色谱-电感耦合等离子质谱联用技术（HPLC-ICP/MS）测定As（Ⅲ）和As（V）,系统考察了水相中AgNPs对As（Ⅲ）和As（V）的吸附性能,体系pH值、NOM及共存离子（以Ca²⁺为例）等环境因素以及AgNPs的粒径和包覆剂等对As（Ⅲ）形态变化的影响.结果表明,AgNPs对As（Ⅲ）不存在物理吸附,但对As（Ⅲ）的氧化具有明显的催化作用.体系pH大于7.0时,AgNPs开始呈现对As（Ⅲ）氧化的显著催化作用,NOM、Ca²⁺、光照等环境因素均在一定程度上促进As（Ⅲ）的形态转化.此外,该过程与AgNPs本身的性质密切相关,粒径越小其催化性越好,PVP/CTS包覆AgNPs对As（Ⅲ）的催化氧化反应速率常数（k＝15.82×10^－2 h^－1）为柠檬酸包覆AgNPs的2倍.最后,在实际环境水样中验证了AgNPs对As（Ⅲ）的催化氧化.以上研究结果表明,水处理系统中的AgNPs在杀菌抑菌的同时,还能够促使As（Ⅲ）向低毒As（V）的转化,为As污染的去除提供了新的思路.