【摘要】：砷是一種自然界中普遍存在且具有高毒性的類金屬元素,過量攝入砷可以導致肺癌、皮膚癌等疾病。由于巖石風化、生物地球化學作用、礦山開采、化石燃料燃燒以及含砷農藥的使用,砷污染長期以來是一個重要的環(huán)境問題,研究開發(fā)高效、經濟的除砷方法是解決這一問題的關鍵。目前,針對除砷方法和技術研究較多,但各有優(yōu)缺點。吸附法簡單易行、處理量大、效率高,應用廣泛,是最具實用前景的除砷技術。然而,常用的吸附劑普遍存在比表面積較小、傳質速度較慢、再回收利用困難等問題。開發(fā)新型高效吸附劑是目前除砷技術研究的重點,近年來新興的納米技術為該方面研究創(chuàng)造了新的發(fā)展前景。本課題主要是結合金屬氧化物對不同形態(tài)砷的吸附性能,合成制備新型納米金屬氧化物復合材料,以實現對不同砷形態(tài)進行吸附,進而彌補傳統(tǒng)吸附材料吸附性能較弱的缺陷。主要內容可分三部分:(1)采用碳納米管做骨架,經過磁性修飾、鋯元素改性制備了氧化鋯磁性碳納米管復合材料,分別探究了其對AsⅤ和AsⅢ兩種不同形態(tài)無機砷離子的吸附去除行為。通過考察pH值、AsⅤ和AsⅢ初始濃度、吸附時間、溫度等因素對吸附效果的影響,優(yōu)化了實驗條件,評價了材料的吸附容量。分別對AsⅤ和AsⅢ的吸附過程進行Langmuir和Freundlich等溫吸附曲線擬合,以及吸附熱力學和動力學計算,結合各種表征手段對其可能的作用機理進行了初步探討。(2)用共沉淀法制備了鋯錳雙元氧化物修飾粉煤灰復合材料,在課題組用對AsⅤ進行吸附研究的基礎上,使用同樣的復合材料對水體中AsⅢ吸附過程進行研究,優(yōu)化了各項實驗條件,評價了材料的最大吸附容量,采用Langmuir和Freundlich兩種模型進行等溫吸附曲線擬合,并運用吸附熱力學與吸附動力學對其可能的作用機理進行了初步探討。(3)嘗試利用溫和的綠色化學方法制備鐵氧化物納米材料。選擇特定的鐵源(氯化鐵),在室溫下利用Fe3+在生理鹽水中緩慢水解制備鐵氧化物納米顆粒�？疾炝顺跏忌睇}水濃度(離子強度)、反應平衡時間、老化溫度以及相變溫度對顆粒結構、尺寸和形貌的影響。通過各種表征手段初步探究材料的形成機理以及影響因素,以期開辟綠色廉價的氧化鐵納米材料合成途徑。本課題研究為新型納米復合材料的制備及環(huán)境污染物去除提供了參考。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;O647.3

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本文編號：2583707