【摘要】：近年來,人工合成染料進(jìn)入水體系引起的污染已經(jīng)引起了人們廣泛關(guān)注。這些合成染料一旦進(jìn)入環(huán)境之后難于自然降解,會(huì)嚴(yán)重威脅水生態(tài)平衡,進(jìn)而危害人類健康。因此,為了保證人們能有一個(gè)良好的長(zhǎng)期水質(zhì)條件和健康的生態(tài)系統(tǒng),研發(fā)快速高效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的染料廢水處理技術(shù)和方法已經(jīng)成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。本論文中,采用一步水熱合成方法合成了磁性CdFe2O4,然后利用SEM,BET和VSM等方法進(jìn)行了表征。分析結(jié)果表明：所合成的尖晶石結(jié)構(gòu)的CdFe2O4顆粒大小分布均勻,粒徑大約在20～30 nm之間,比表面積為85.80 m2·g-1,并且有中空表面粗糙的特點(diǎn),其多孔的結(jié)構(gòu)將會(huì)有利于染料的吸附,平均孔徑為24nm；飽和磁化量為22.34 emu g-1,表明具有良好的磁性能。首先研究了磁性CdFe2O4對(duì)剛果紅(CR)的吸附行為。實(shí)驗(yàn)中考察了溶液pH值、CR溶液濃度、吸附時(shí)間和吸附劑用量等對(duì)CdFe2O4吸附的影響,并研究了吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶液的pH值對(duì)吸附幾乎沒有影響；20 mg·L-1的CR溶液的吸附劑用量為0.03g,對(duì)剛果紅溶液去除率可達(dá)97.9%; CdFe2O4對(duì)CR的吸附符合Langmuir等溫式(r0.990),298 K下的飽和吸附量為86.713mg·g-1,并且吸附以物理吸附為主；20mg·L-1的CR溶液40min內(nèi)吸附基本達(dá)平衡,該過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,整個(gè)吸附過程主要由粒子內(nèi)擴(kuò)散控制。其次,我們又研究了磁性CdFe2O4對(duì)酸性棗紅(AC)的吸附行為。實(shí)驗(yàn)中考察了AC溶液的pH值、AC溶液的濃度、吸附時(shí)間和吸附劑用量對(duì)對(duì)CdFe2O4吸附的影響,也研究了吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶液的pH值對(duì)吸附幾乎沒有影響；20mg·L-1的AC溶液的吸附劑用量為0.03g,除率可達(dá)95.9%；CdFe2O4對(duì)AC的吸附符合Langmuir等溫式(r0.999),298 K下的飽和吸附量為69.702mg-g-1,并且吸附以物理吸附為主；20mg·L-1的AC溶液50min內(nèi)吸附基本達(dá)平衡,該過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,整個(gè)吸附過程主要由粒子內(nèi)擴(kuò)散控制。再者,本文還研采用了不同的吸附方法使用吸附劑CdFe2O4對(duì)CR和AC在二元混合體系中的去除行為進(jìn)行研究。CdFe2O4對(duì)CR和AC混合液也具有很好的吸附效果。然后把吸附劑CdFe2O4制作成膜對(duì)CR和AC混合液進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)去除率可達(dá)到95.55%,這表明CdFe2O4膜也有良好的吸附能力。最后進(jìn)行了重復(fù)使用試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,吸附了CR和AC之后的CdFe2O4顆粒,采用磷酸鹽/乙醇溶液洗脫解析處理后,重復(fù)使用5次后,去除率仍可達(dá)到90%以上,表明所制備的CdFe2O4具有良好的重復(fù)使用性能。因此,制備的CdFe2O4不但可以多次重復(fù)利用并且有良好的磁性可實(shí)現(xiàn)快速分離。
[Abstract]:In recent years, the pollution caused by artificial synthetic dyes into water system has attracted widespread attention. Once these synthetic dyes enter the environment, they are difficult to degrade naturally, which will seriously threaten the ecological balance of water and endanger human health. Therefore, in order to ensure that people can have a good long-term water quality conditions and healthy ecosystem, research and development of rapid, efficient, economical and practical dye wastewater treatment technology and methods has become one of the hot research. In this thesis, magnetic CdFe2O4, was synthesized by one step hydrothermal synthesis and characterized by SEM,BET and VSM. The results show that the size distribution of spinel CdFe2O4 particles is uniform, the particle size is about 20 ~ 30 nm, the specific surface area is 85.80 m ~ 2 g ~ (-1), and the hollow surface is rough. The porous structure of the spinel structure will be beneficial to the adsorption of dyes. The average pore size is 24 nm, and the saturation magnetization is 22.34 emu g-1, which indicates that it has good magnetic properties. Firstly, the adsorption behavior of Congo red (CR) by magnetic CdFe2O4 was studied. The effects of pH concentration, adsorption time and amount of adsorbent on the adsorption of CdFe2O4 were investigated, and the adsorption kinetics and adsorption isotherm were studied. The experimental results show that the pH value of the solution has little effect on the adsorption. The adsorbent amount of 20 mg L-1 CR solution was 0.03g, the removal rate of Congo red solution could reach 97.90.The adsorption of CR by CdFe2O4 was in accordance with the Langmuir isothermal equation (r0.990) ~ 298K, the saturated adsorption capacity was 86.713mg g-1, and the adsorption of CR solution with 20mg L ~ (-1) CR was basically in equilibrium. The adsorption process is mainly controlled by intraparticle diffusion. Secondly, we also studied the adsorption behavior of acidic jujube red (AC) by magnetic CdFe2O4. The effects of the concentration of pH value of AC solution, adsorption time and amount of adsorbent on the adsorption of CdFe2O4 were investigated. The adsorption kinetics and adsorption isotherm were also studied. The experimental results show that the pH value of the solution has little effect on the adsorption of AC solution (20mg L-1). The adsorbent dosage of the solution is 0.03g, and the removal rate of CDFE _ 2O _ 4 can reach 95.9g / L. The adsorption capacity of CDFE _ 2O _ 4 accords with the saturated adsorption capacity of Langmuir isotherm (r _ 0.999) ~ (298K) ~ (298K), and the main adsorption is physical adsorption. The adsorption of 20mg L-1 in AC solution was basically equilibrium in 50min. The adsorption process was in accordance with the quasi-second-order kinetic model, and the whole adsorption process was mainly controlled by intraparticle diffusion. In addition, different adsorption methods were used to study the removal behavior of CR and AC in binary mixture system using adsorbent CdFe2O4. CDFE _ 2O _ 4 also had a good adsorption effect on the mixture of CR and AC. Then the adsorbent CdFe2O4 was made into film to adsorb the mixture of CR and AC, and the removal rate was 95.55%, which indicated that the membrane of CdFe2O4 also had good adsorption ability. Finally, repeated use test was carried out. The experimental results showed that the removal rate of CdFe2O4 particles after adsorption of CR and AC was over 90% after being eluted and resolved by phosphate / ethanol solution for 5 times, which indicated that the CdFe2O4 prepared had good reuse performance. Therefore, the prepared CdFe2O4 not only can be reused many times, but also has good magnetic properties to achieve rapid separation.
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM277

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本文編號(hào)：2251560