發(fā)布時間：2020-05-07 17:41

【摘要】：隨著社會的發(fā)展,重金屬污染水體的現(xiàn)象也越來越多。研究開發(fā)重金屬處理新材料與新技術(shù)對重金屬廢水的無害化處理具有重要的意義。本文利用農(nóng)作物的副產(chǎn)品——玉米秸稈,浸漬Fe~(3+)高溫?zé)峤?制得生物炭負(fù)載納米零價鐵,并用來處理含鉻、硒廢水。對制得的生物炭負(fù)載納米零價鐵進(jìn)行表征(XRD、TEM、BET),XRD分析顯示在2θ為44.8°、65.2°和82.5°發(fā)現(xiàn)明顯的零價鐵特征衍射峰。從TEM圖片上可以看出納米零價鐵均勻的分布在生物炭上,納米零價鐵粒徑大概在50 nm左右。通過BET分析,計算得出兩種材料BC-nZVI1.5-800;BC-nZVI3-800的比表面積為497.69 m~2·g~(-1),438.91 m~2·g~(-1),最可幾孔徑為2 nm左右。研究了pH值、空氣和Fe~(2+)離子、共存陰離子對生物炭負(fù)載納米零價鐵去除水中Cr(Ⅵ))、Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)影響。同時也研究生物炭負(fù)載納米零價鐵去除水中Cr(Ⅵ))、Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)的動力學(xué)和等溫線。通過對實驗結(jié)果的分析,在pH值為4.0的條件下去除率最高,隨著pH值的增大,去除量變低,其原因是高pH值條件會使納米零價鐵表面鈍化。對動力學(xué)數(shù)據(jù)擬合,結(jié)果表明去除過程符合擬二級動力學(xué)模型,動力學(xué)常數(shù)分別為Cr(Ⅵ)):0.62 g·(mg·min)~(-1)、Se(Ⅵ):0.0016 g·(mg·min)~(-1)、Se(Ⅳ):0.0002 g·(mg·min)~(-1)。通過等溫線數(shù)據(jù)擬合,發(fā)現(xiàn)該過程符合Langmuir吸附等溫模型,三種污染物在35℃下平衡吸附量分別為為Cr(Ⅵ)):45.51 mg·g~(-1)、Se(Ⅵ):35.12 mg·g~(-1)、Se(Ⅳ):108.44 mg·g~(-1)。陰離子對去除效果的影響按照HACl~-NO_3~-SO_4~(2-)的順序依次增大,HA、Cl~-、SO_4~(2-)主要表現(xiàn)為競爭納米零價鐵表面的活性點位,NO_3~-是競爭性的氧化還原陰離子,可以被納米零價鐵還原。通過實驗驗證了Fe~(2+)在去除過程中的作用,Fe~(2+)可以增加零價鐵表面氧化物層的導(dǎo)電性,增加了電子在納米零價鐵腐蝕產(chǎn)物中的傳遞速率。將吸附后固體通過XPS進(jìn)行表征,生物炭負(fù)載納米零價鐵將Cr(Ⅵ))、Se(Ⅵ)分別還原成Cr(Ⅲ)、Se(Ⅳ)吸附在固體表面上,而Se(Ⅳ)先被吸附在生物炭負(fù)載納米零價鐵表面,之后有部分Se(Ⅳ)被還原成Se(0)。
【圖文】：

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0050100150200Volumeadsorbed(cm3STP/g)Relative pressure (P/P0)2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.000.020.04dV/dW(cm3STPPore diameter (nm)0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0204060801001201400 5 10 15 200.10.20.30.40.50.60.7Volumeadsorbed(cm3STP/g)Relative pressure (P/P0)dV/dW(cm3STP/g)Pore diameter (nm)圖 2.2 BC-nZVI1.5㧟800（a）以及 BC-nZVI3㧟800（b）吸附-脫附等溫線及孔徑分布圖Figure.2.2 Adsorption - desorption isotherm and pore size distribution of BC-nZVI1.5㧟800（a）andBC-nZVI3㧟800（b）.3.3 TEM 分析圖 2.3a 為 BC-nZVI1.5-800 電鏡圖，圖 2.3b 為 BC-nZVI3-800 電鏡圖。通過 TEM 顯微鏡圖 2.3 圖片可以看到，制得的生物炭負(fù)載納米零價鐵中的納米零價鐵均勻的在生物炭上，并且納米零價鐵的直徑大概在 50 nm 左右。a b
【學(xué)位授予單位】：沈陽化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703

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本文編號：2653315