本文關(guān)鍵詞：基于納米鐵酸鹽材料去除染料、重金屬和有機(jī)污染物及點(diǎn)位能量分布的研究

  更多相關(guān)文章： 鐵酸鹽納米材料 染料 重金屬離子 鉛 離子交換 點(diǎn)位能量分布 有機(jī)污染物

【摘要】：隨著工業(yè)革命的發(fā)展,現(xiàn)代化進(jìn)程的快速推進(jìn),我國面臨著十分嚴(yán)峻的水污染問題,特別是染料廢水、重金屬廢水以及有機(jī)污染物廢水。本文以鐵酸鹽納米材料為基礎(chǔ),通過研究以剛果紅和羅丹明B為目標(biāo)污染物的染料廢水;鉛作為目標(biāo)污染物的重金屬廢水;硝基苯酚、阿特拉津、卡馬西平、雙酚A和諾氟沙星作為目標(biāo)污染物的有機(jī)污染物廢水,希望能在一定程度上擴(kuò)展鐵酸鹽納米材料在吸附處理水體污染物的應(yīng)用,并且在對(duì)有機(jī)污染物的吸附的基礎(chǔ)上,研究了金屬氧化物納米材料的點(diǎn)位能量分布情況,為拓展點(diǎn)位能量分布的研究打下基礎(chǔ)。本文的主要研究內(nèi)容有:1、本文采用簡易方法制備高純度BiFeO3納米材料,并通過一些表征手段如XRD、SEM、BET、紫外漫反射等對(duì)合成的材料進(jìn)行表征。以剛果紅和羅丹明B作為目標(biāo)污染物,研究BiFeO3的吸附和光催化性能,研究結(jié)果表明:BiFeO3對(duì)剛果紅和羅丹明B的吸附符合Langmuir等溫吸附模型和偽二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型;其對(duì)剛果紅最大吸附量為24.27 mg g-1,而對(duì)羅丹明B的最大吸附量僅為7.96 mg g-1,吸附速率分別為0.0243和0.0406 g mg-1 min-1;說明BiFeO3對(duì)剛果紅的吸附性能明顯優(yōu)于其對(duì)羅丹明B的吸附性能。同時(shí)研究在可見光照射下BiFeO3對(duì)剛果紅和羅丹明的光催化性能,其結(jié)果表明BiFeO3對(duì)剛果紅光降解的去除率是其對(duì)羅丹明B的兩倍多。通過BiFeO3對(duì)剛果紅和羅丹明B吸附和光催化協(xié)同作用的研究,可知在整個(gè)降解過程中,BiFeO3對(duì)剛果紅的去除率明顯高于羅丹明B,經(jīng)過4h后,BiFeO3基本上將剛果紅降解完全,而對(duì)羅丹明B的降解僅僅只有30%。2、本文以FeIII修飾MOF-5的金屬-有機(jī)框架作為前驅(qū)體和犧牲模板合成的納米多孔吸附劑ZnO/ZnFe_2O_4/C,并且借助XRD、SEM、TEM、VSM、BET等對(duì)合成的材料進(jìn)行表征。通過對(duì)Pb(II)的吸附試驗(yàn)來研究ZnO/ZnFe_2O_4/C的吸附性能,主要實(shí)驗(yàn)包括p H的影響、吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)。研究結(jié)果表明:ZnO/ZnFe_2O_4/C吸附Pb(II)分別符合Langmuir等溫吸附模型和偽二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型。這種由MOF衍生的吸附劑表現(xiàn)出高效的吸附性能,對(duì)Pb(II)的最大吸附量達(dá)到344.83 mg g-1。粉末X射線衍射和高分辨的X射線光電子能譜結(jié)果表明:Pb(II)取代了氧化鋅納米晶體中很大一部分的Zn(II);透射電鏡觀察到吸附Pb(II)后的晶體的平均粒徑顯著降低,并且外層存在缺陷,這也證明了Pb(II)離子對(duì)氧化鋅晶體具有明顯的影響;通過定量測(cè)量,釋放出的Zn(II)離子與被吸附的Pb(II)離子呈近線性關(guān)系(R2=0.977),于是提出鉛離子與鋅離子在吸附過程中發(fā)生離子交換的吸附機(jī)理,而將高濃度高毒性的重金屬鉛轉(zhuǎn)化成低濃度低毒性的鋅,這為處理毒性大的重金屬廢水提供了一條新的途徑。此外,吸附Pb(II)離子后,吸附劑仍表現(xiàn)出強(qiáng)磁性,可以通過外部的磁鐵將它從水溶液中分離出來。3、以FeIII修飾MOF-5作為犧牲模板合成的金屬氧化物納米材料ZnO/ZnFe_2O_4/C,并使用XRD、SEM、TEM、EDS等手段進(jìn)行表征。通過選用阿特拉津、卡馬西平、雙酚A、諾氟沙星和對(duì)硝基苯酚作為目標(biāo)污染物研究合成的ZnO/ZnFe_2O_4/C吸附性能,結(jié)果表明ZnO/ZnFe_2O_4/C吸附阿特拉津、卡馬西平、雙酚A、諾氟沙星和對(duì)硝基苯酚的最大吸附量的排序?yàn)閷?duì)硝基苯酚諾氟沙星雙酚A卡馬西平阿特拉津,所有的等溫線擬合與Freundlich模型相比更符合Dubinin-Ashtakhov等溫吸附模型。之后在Dubinin-Ashtakhov等溫吸附模型的基礎(chǔ)上,得出基于DA模型的點(diǎn)位能量分布函數(shù),從點(diǎn)位能量分布中也可以得到上述一致的最大吸附量的排序。此外,通過點(diǎn)位能量分布計(jì)算出平均點(diǎn)位能,并研究了平均點(diǎn)位能與最大吸附量之間的關(guān)系,其研究研究表明平均點(diǎn)位能與最大吸附量呈正相關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：鐵酸鹽納米材料 染料 重金屬離子 鉛 離子交換 點(diǎn)位能量分布 有機(jī)污染物
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 水中染料、重金屬以及有機(jī)污染物的概況和危害10-16
• 1.1.1 染料廢水污染概況和危害10-11
• 1.1.2 重金屬廢水污染概況和危害11-12
• 1.1.3 有機(jī)污染物污染概況和危害12-16
• 1.2 水中有機(jī)染料、重金屬及有機(jī)污染物的處理方法16-17
• 1.3 鐵酸鹽納米材料的綜述17-21
• 1.4 本課題主要研究的目的和主要內(nèi)容21-22
• 第二章 多孔BiFeO_3去除有機(jī)染料的吸附和光催化的協(xié)同作用的研究22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備22-23
• 2.2.3 多孔BiFeO_3的合成23
• 2.2.4 樣品的表征23-24
• 2.2.5 多孔BiFeO_3吸附性能的研究24-25
• 2.2.6 多孔BiFeO_3光催化性能的研究25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論25-35
• 2.3.1 X射線衍射分析（XRD）25-26
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）26-27
• 2.3.3 比表面積分析（BET）27-28
• 2.3.4 等溫吸附28-30
• 2.3.5 吸附動(dòng)力學(xué)30-32
• 2.3.6 紫外-可見漫反射吸收光譜分析32-33
• 2.3.7 光催化性能分析33-35
• 2.4 小結(jié)35-36
• 第三章 基于MOF衍生的磁性無機(jī)吸附劑去除鉛離子的研究36-55
• 3.1 引言36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備37
• 3.2.3 納米吸附劑ZnO/ZnFe_2O_4/C的合成37-38
• 3.2.4 樣品的表征38
• 3.2.5 納米吸附劑ZnO/ZnFe_2O_4/C吸附水中Pb(II)性能研究38-40
• 3.3 結(jié)果和討論40-54
• 3.3.1 ZnO/ZnFe_2O_4/C吸附Pb(II)性能研究40-45
• 3.3.2 ZnO/ZnFe_2O_4/C吸附Pb(II)的機(jī)理研究45-53
• 3.3.3 磁性性能53-54
• 3.4 小結(jié)54-55
• 第四章 納米金屬氧化物吸附劑吸附有機(jī)污染物的點(diǎn)位能量分布的研究55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-59
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑55-56
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備56
• 4.2.3 納米金屬氧化物吸附劑ZnO/ZnFe_2O_4/C的合成56-57
• 4.2.4 吸附劑的表征57
• 4.2.5 納米金屬氧化物吸附持久性有機(jī)污染的研究57-59
• 4.3 結(jié)果與討論59-67
• 4.3.1 X射線衍射分析(XRD)59
• 4.3.2 SEM、TEM和EDS分析59-61
• 4.3.3 吸附等溫61-63
• 4.3.4 基于Dubinin-Ashtakhov模型的點(diǎn)位能量分布的研究63-66
• 4.3.5 基于Dubinin-Ashtakhov模型的平均點(diǎn)位能的研究66-67
• 4.4 小結(jié)67-69
• 第五章 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-81
• 碩士期間科研成果81-82
• 致謝82-83

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁偉;;氣固表面多原子分子振動(dòng)能量傳遞過程的新模擬法[J];化學(xué)學(xué)報(bào);1989年06期

2 楊巧寧;基于能量分布的小波圖像壓縮方法研究[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年06期

3 石長巖;趙興柱;姜洪波;李元輝;;爆破震動(dòng)信號(hào)頻帶能量分布特征[J];金屬礦山;2014年08期

4 吳丹;;氬離子等離子體源離子注入的數(shù)值模擬[J];湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

5 唐曉軍,陸慧,寧寧,劉勇,顧t，

本文編號(hào)：947656