多孔納米改性材料對土壤Cd、Pb的修復(fù)效應(yīng)研究
發(fā)布時間：2021-01-26 05:36
近年來,水體和土壤重金屬污染問題,成為危害農(nóng)業(yè)發(fā)展的難題,國內(nèi)外有不少關(guān)于修復(fù)重金屬污染的技術(shù)和材料,但很少涉及多孔納米材料這一新興領(lǐng)域,多孔納米材料由于其本身具有復(fù)雜繁多的介孔特征和極高的比表面積,而獲得的超強吸附能力,越來越成為國內(nèi)外重金屬污染修復(fù)劑制備與研究的熱點。本文以多孔納米改性材料（Porous Nano-modified Materials,PNM）為研究對象,通過元素分析、Zeta電位、XRD分析、SEM、Boehm滴定等方法,對多孔納米改性材料的理化性質(zhì)和表征進(jìn)行了研究;通過對水體Cd2+和Pb2+的動力學(xué)吸附試驗、不同初始濃度吸附試驗、不同pH和固液比下的吸附試驗,研究了多孔納米改性材料對Cd2+、Pb2+的吸附特點;通過盆栽試驗,研究多孔納米改性材料對土壤Cd、Pb活性以及生物有效性的影響。本試驗過的以下主要結(jié)論:（1）PNM屬于多孔納米陶瓷型經(jīng)改性所得材料,比表面積184.34189.59 m2/g,屬于介孔范圍4.355...
【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
PNM的Zeta電位隨pH的變化
華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 屆碩士學(xué)位論文3.3.5 SEM 分析及比表面和孔徑分析圖 3.4 是高倍掃描電鏡成像，從掃描電鏡圖可以直觀的看出 PNM 的表面孔隙結(jié)構(gòu)（安增莉等 2011），在 40K 放大倍數(shù)的掃描電鏡下可以看出 PNM 由無數(shù)的棒狀物堆積而成，并且分布均勻，在放大 250K 倍的高倍掃描電鏡下，可以由圖 3.4 看出，組成納米材料的棒狀物實際是有棱角的柱狀物，孔隙結(jié)構(gòu)上并不明顯。經(jīng)過全自動快速比表面儀（ASAP 2460）的測定孔隙大小，孔徑分為三類：孔直徑低于 2 nm 的為微孔，介于 2~50 nm 之間的為中孔（或稱介孔），大于 50 nm 的為大孔。比表面積分析儀測得 PNM 的的比表面積為 184.34~189.59 m2/g，介孔 4.35~5.82 nm。孔隙為介孔結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上有利于吸附微小顆粒和游離的離子化合物。
4.1 所示為在 Cd（60 mg/L）、Pb（150 mg/L）、Cr2O72-（50 mg/L）的濃度M 對 Cd2+、Pb2+和 Cr2O72-的去除率隨時間的變化動力學(xué)曲線。PNM 對 CdCr2O72-隨著時間的推移，在最開始的 1 min 內(nèi)較為迅速，然后逐漸升高，n（12h）內(nèi)達(dá)到平衡。在對 Cd2+的去除過程中，在 5~480 min 時，去除率，并無顯著變化，480 min 之后去除率逐漸升高，在 720 min 內(nèi)達(dá)到平衡， 20.88 mg/g；而對水中 Pb2+的去除過程中，去除率逐漸升高，在 480 min 后達(dá)到平衡，計算所得單位吸附量為 45.74 mg/g；對 Cr2O72-的去除試驗，是M 對帶負(fù)電的水中重金屬陰離子是否有吸附效果，PNM 對 Cr2O72-的去除in 內(nèi)達(dá)到飽和，僅在 10%左右，去除率極低，單位吸附飽和量在 2.5 mg/圖 3.2 的 Zeta 電位趨勢圖，在 pH 范圍 2~11 之間，PNM 是帶有負(fù)電的， 對帶有負(fù)電荷的重金屬離子具有微弱的吸附作用。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國耕地重金屬污染現(xiàn)狀及固氮菌在其修復(fù)中的作用[J]. 劉晨,賈鳳安,呂睿. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(03)
[2]我國農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀·來源及修復(fù)技術(shù)研究綜述[J]. 趙紀(jì)新,尹鵬程,岳榮,王美萍,史銳. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(04)
[3]重金屬污染場地物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究與工程應(yīng)用進(jìn)展[J]. 黃沅清,楊元龍,薛煒. 廣州化學(xué). 2017(06)
[4]農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬外源污染來源解析及防控策略研究[J]. 師榮光,鄭向群,龔瓊,韓建華,趙玉杰,周其文,丁永禎,王賀程. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù). 2017(04)
[5]淺談我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)[J]. 唐浩,曹乃文. 安徽農(nóng)學(xué)通報. 2017(07)
[6]重金屬污染土壤現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 王婷,常高峰. 環(huán)境與發(fā)展. 2017(01)
[7]淺談重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實踐[J]. 黃潔慧,解靜靜. 低碳世界. 2017(03)
[8]淺析重金屬污染土壤的治理途徑[J]. 廖玉芬. 中國農(nóng)業(yè)信息. 2016(17)
[9]大氣沉降及土壤揚塵對天津城郊蔬菜重金屬含量的影響[J]. 程珂,楊新萍,趙方杰. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(10)
[10]湘江長沙段葉菜類蔬菜重金屬富集規(guī)律及污染評價[J]. 袁列江,楊夢昕,李萌立,李忠海. 食品與機械. 2015(01)
博士論文
[1]復(fù)合基團改性二氧化硅納米顆粒的制備及潤滑行為研究[D]. 隋天一.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]脫水污泥吸附劑吸附鎘的效能和機理研究[D]. 胡建龍.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[3]小白菜對鎘脅迫的響應(yīng)及硅緩解鎘毒害的機制[D]. 宋阿琳.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]C/C表面超聲電沉積/水熱法制備Si-HA/明膠涂層研究[D]. 謝園園.深圳大學(xué) 2017
[2]改良劑對土壤—作物中鎘鉛含量及形態(tài)的影響[D]. 扶海超.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]幾種鈍化劑對銅鎘污染土壤的修復(fù)[D]. 吳余金.南昌航空大學(xué) 2016
[4]磁性納米復(fù)合材料的制備及其在部分重金屬污染修復(fù)中的應(yīng)用[D]. 陳慧慧.南京師范大學(xué) 2016
[5]硅改性羥基磷灰石晶須多孔陶瓷材料的制備與性能研究[D]. 諶強國.昆明理工大學(xué) 2016
[6]功能化磁性納米材料對溶液及土壤中重金屬離子的吸附解吸研究[D]. 王力.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[7]生物炭吸附固定鎘、銅效果的研究[D]. 蔣艷艷.長江大學(xué) 2014
[8]吡啶甲醛席夫堿過渡金屬配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)與光電性質(zhì)研究[D]. 王新宇.華僑大學(xué) 2012
[9]納米修復(fù)劑對溶液中重金屬的吸附機制及鎘污染土壤修復(fù)效果[D]. 王萌.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2012
[10]土壤中重金屬有效態(tài)的聯(lián)合測定及其植物修復(fù)研究[D]. 靳霞.山西師范大學(xué) 2012
本文編號：3000564
【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
PNM的Zeta電位隨pH的變化
華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 屆碩士學(xué)位論文3.3.5 SEM 分析及比表面和孔徑分析圖 3.4 是高倍掃描電鏡成像，從掃描電鏡圖可以直觀的看出 PNM 的表面孔隙結(jié)構(gòu)（安增莉等 2011），在 40K 放大倍數(shù)的掃描電鏡下可以看出 PNM 由無數(shù)的棒狀物堆積而成，并且分布均勻，在放大 250K 倍的高倍掃描電鏡下，可以由圖 3.4 看出，組成納米材料的棒狀物實際是有棱角的柱狀物，孔隙結(jié)構(gòu)上并不明顯。經(jīng)過全自動快速比表面儀（ASAP 2460）的測定孔隙大小，孔徑分為三類：孔直徑低于 2 nm 的為微孔，介于 2~50 nm 之間的為中孔（或稱介孔），大于 50 nm 的為大孔。比表面積分析儀測得 PNM 的的比表面積為 184.34~189.59 m2/g，介孔 4.35~5.82 nm。孔隙為介孔結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上有利于吸附微小顆粒和游離的離子化合物。
4.1 所示為在 Cd（60 mg/L）、Pb（150 mg/L）、Cr2O72-（50 mg/L）的濃度M 對 Cd2+、Pb2+和 Cr2O72-的去除率隨時間的變化動力學(xué)曲線。PNM 對 CdCr2O72-隨著時間的推移，在最開始的 1 min 內(nèi)較為迅速，然后逐漸升高，n（12h）內(nèi)達(dá)到平衡。在對 Cd2+的去除過程中，在 5~480 min 時，去除率，并無顯著變化，480 min 之后去除率逐漸升高，在 720 min 內(nèi)達(dá)到平衡， 20.88 mg/g；而對水中 Pb2+的去除過程中，去除率逐漸升高，在 480 min 后達(dá)到平衡，計算所得單位吸附量為 45.74 mg/g；對 Cr2O72-的去除試驗，是M 對帶負(fù)電的水中重金屬陰離子是否有吸附效果，PNM 對 Cr2O72-的去除in 內(nèi)達(dá)到飽和，僅在 10%左右，去除率極低，單位吸附飽和量在 2.5 mg/圖 3.2 的 Zeta 電位趨勢圖，在 pH 范圍 2~11 之間，PNM 是帶有負(fù)電的， 對帶有負(fù)電荷的重金屬離子具有微弱的吸附作用。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國耕地重金屬污染現(xiàn)狀及固氮菌在其修復(fù)中的作用[J]. 劉晨,賈鳳安,呂睿. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(03)
[2]我國農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀·來源及修復(fù)技術(shù)研究綜述[J]. 趙紀(jì)新,尹鵬程,岳榮,王美萍,史銳. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(04)
[3]重金屬污染場地物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究與工程應(yīng)用進(jìn)展[J]. 黃沅清,楊元龍,薛煒. 廣州化學(xué). 2017(06)
[4]農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬外源污染來源解析及防控策略研究[J]. 師榮光,鄭向群,龔瓊,韓建華,趙玉杰,周其文,丁永禎,王賀程. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù). 2017(04)
[5]淺談我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)[J]. 唐浩,曹乃文. 安徽農(nóng)學(xué)通報. 2017(07)
[6]重金屬污染土壤現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 王婷,常高峰. 環(huán)境與發(fā)展. 2017(01)
[7]淺談重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實踐[J]. 黃潔慧,解靜靜. 低碳世界. 2017(03)
[8]淺析重金屬污染土壤的治理途徑[J]. 廖玉芬. 中國農(nóng)業(yè)信息. 2016(17)
[9]大氣沉降及土壤揚塵對天津城郊蔬菜重金屬含量的影響[J]. 程珂,楊新萍,趙方杰. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(10)
[10]湘江長沙段葉菜類蔬菜重金屬富集規(guī)律及污染評價[J]. 袁列江,楊夢昕,李萌立,李忠海. 食品與機械. 2015(01)
博士論文
[1]復(fù)合基團改性二氧化硅納米顆粒的制備及潤滑行為研究[D]. 隋天一.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]脫水污泥吸附劑吸附鎘的效能和機理研究[D]. 胡建龍.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[3]小白菜對鎘脅迫的響應(yīng)及硅緩解鎘毒害的機制[D]. 宋阿琳.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]C/C表面超聲電沉積/水熱法制備Si-HA/明膠涂層研究[D]. 謝園園.深圳大學(xué) 2017
[2]改良劑對土壤—作物中鎘鉛含量及形態(tài)的影響[D]. 扶海超.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]幾種鈍化劑對銅鎘污染土壤的修復(fù)[D]. 吳余金.南昌航空大學(xué) 2016
[4]磁性納米復(fù)合材料的制備及其在部分重金屬污染修復(fù)中的應(yīng)用[D]. 陳慧慧.南京師范大學(xué) 2016
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[6]功能化磁性納米材料對溶液及土壤中重金屬離子的吸附解吸研究[D]. 王力.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[7]生物炭吸附固定鎘、銅效果的研究[D]. 蔣艷艷.長江大學(xué) 2014
[8]吡啶甲醛席夫堿過渡金屬配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)與光電性質(zhì)研究[D]. 王新宇.華僑大學(xué) 2012
[9]納米修復(fù)劑對溶液中重金屬的吸附機制及鎘污染土壤修復(fù)效果[D]. 王萌.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2012
[10]土壤中重金屬有效態(tài)的聯(lián)合測定及其植物修復(fù)研究[D]. 靳霞.山西師范大學(xué) 2012
本文編號：3000564
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