發(fā)布時間：2020-07-01 15:29

【摘要】：隨著現(xiàn)代化工業(yè)活動的不斷增加,大量富含重金屬離子的廢水嚴重污染了生態(tài)環(huán)境,對人類生命健康構(gòu)成了嚴重威脅。因此,減少重金屬污染已成為保護人類健康、生態(tài)系統(tǒng)和糧食安全的重要預(yù)防措施。由于傳統(tǒng)吸附劑難以有效痕量去除重金屬離子,所以迫切需要開發(fā)更高效和經(jīng)濟的吸附劑,以達到高效痕量去除重金屬污染的目的。制備具有大比表面積,靈活的表面活性位點以及綠色環(huán)保的新型材料是實現(xiàn)痕量去除重金屬污染的有效選擇�；谏鲜鰡栴},本文研究制備了兩種空心納米金屬硫化物材料,討論了兩種材料對水溶液中典型重金屬離子的吸附性能及吸附機理,主要內(nèi)容如下:(1)本文報告了一種簡便的自模板策略,用于合成由Ni_2S空心納米顆粒。首先合成四角形納米棱柱的鎳前體并作為自犧牲模板。然后,通過硫化反應(yīng)消耗這些Ni前驅(qū)體,同時在其周圍生長一層Ni_2S殼層。通過研究發(fā)現(xiàn),Ni_2S空心納米顆粒對水溶液中Pb~(2+)離子具有良好的吸附效果,吸附容量高達695.47 mg g~(-1),可以迅速將Pb~(2+)離子濃度從ppm水平降低到3 ppb的痕量水平。Pb~(2+)離子的吸附動力學符合擬二階模型,表明吸附機理是通過M-S鍵結(jié)合的化學吸附。Pb~(2+)離子的吸附等溫線與Langmuir等溫模型一致,表明吸附作用是單層吸附。在其他陰陽離子共存的情況下,對Pb~(2+)離子具有顯著的選擇性。在3-7 pH范圍內(nèi),Pb~(2+)離子具有高的去除率。(2)使用ZIF-67作為犧牲模板制備了一種多面體CoS空心納米籠材料。CoS空心納米籠材料對多種不同重金屬離子(如Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+),Ag~+和Cd~(2+))具有優(yōu)異的去除效果。通過研究發(fā)現(xiàn),對于六種不同重金屬離子的選擇性順序為:Ni~(2+)Zn~(2+),Cd~(2+)Pb~(2+),Cu~(2+),Ag~+。其中,Ag~+飽和吸附容量高達2147.944 mg g~(-1),Pb~(2+)飽和吸附容量達到813.808 mg g~(-1)且分配系數(shù)(K_d)高達10~7 mL g~(-1),優(yōu)于已報道的諸多吸附材料。Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+),Ag~+和Cd~(2+)的吸附等溫線與Langmuir等溫模型一致,表明吸附作用是單層吸附。它可以迅速將Ag~+的濃度從ppm水平降低到1 ppb的痕量水平。Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+),Ag~+和Cd~(2+)的吸附動力學符合擬二階模型,表明吸附機理是通過M-S鍵結(jié)合的化學吸附。此外,當pH值為1-7時,Ag~+去除效率都超過99.9%。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ424;X703

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