水溶性石墨烯負(fù)載納米零價(jià)鐵去除水中Cr(Ⅵ)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-08 11:00
鉻(Cr)是常見(jiàn)重金屬污染物之一。鉻礦石在木材防腐劑、皮革鞣制、油漆配方、鋼鐵加工和金屬加工中的使用是鉻污染的主要來(lái)源。它在自然界中常常以Cr(III)和Cr(Ⅵ)氧化物的形式存在,其中,Cr(Ⅵ)的毒性大、可溶性強(qiáng),對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。與許多有機(jī)污染物不同,Cr(Ⅵ)難以通過(guò)典型的環(huán)境和生物過(guò)程降解或去除,因此研究開(kāi)發(fā)安全高效的水體Cr(Ⅵ)去除技術(shù)方法至關(guān)重要。近年來(lái),納米零價(jià)鐵(nZⅥ或nFe0)因其自身獨(dú)特的性能,如較大的比表面積,高反應(yīng)活性,易于分離和回收等,被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染修復(fù)。然而,它極易與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),形成鈍化層,導(dǎo)致其反應(yīng)活性降低。此外,nZⅥ顆粒之間易團(tuán)聚,也會(huì)極大地降低可利用的比表面積,影響nZⅥ與污染物之間的反應(yīng)。本課題使用石墨烯(rGO)對(duì)nZⅥ進(jìn)行負(fù)載穩(wěn)定化處理,在防止其團(tuán)聚的同時(shí),還可以通過(guò)鐵碳原電池原理提供電子傳遞路徑,提高其使用效率。同時(shí),為解決rGO在水中分散性差,且表面負(fù)電容易排斥Cr(Ⅵ)陰離子這一問(wèn)題,本課題還引入水溶性、吸附性強(qiáng)、表面帶正電的層狀雙氫氧化鎂鋁(MgAl-LDH,簡(jiǎn)稱LDH),以進(jìn)一步改善...
【文章來(lái)源】:重慶工商大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 水體中Cr(Ⅵ)的污染與治理技術(shù)
1.2.1 Cr(Ⅵ)的來(lái)源及危害
1.2.2 Cr(Ⅵ)的主要治理技術(shù)
1.3 納米零價(jià)鐵的研究現(xiàn)狀
1.3.1 納米零價(jià)鐵的性質(zhì)
1.3.2 納米零價(jià)鐵的制備方法
1.3.3 納米零價(jià)鐵優(yōu)化體系的研究進(jìn)展
1.4 石墨烯優(yōu)化納米零價(jià)鐵體系的研究進(jìn)展
1.5 層狀雙金屬氫氧化物
1.6 課題研究目的及主要內(nèi)容
1.6.1 研究目的
1.6.2 主要內(nèi)容
1.7 本章小結(jié)
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑及儀器
2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料及試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法和裝置
2.2.1 主要材料的制備方法
2.2.2 儲(chǔ)備液的配制方法
2.2.3 Cr(Ⅵ)去除的間歇式實(shí)驗(yàn)方法
2.3 分析方法
2.3.1 Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
2.3.2 Cr(Ⅵ)濃度測(cè)定
2.4 主要表征方法
2.4.1 分散性測(cè)定
2.4.2 Zeta電位測(cè)定
2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4.4 X射線衍射(XRD)
2.4.5 X射線光電子能譜(XPS)
2.5 本章小結(jié)
第3章 材料制備與表征
3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.2 分散性分析
3.3 Zeta電位分析
3.4 X射線衍射(XRD)分析
3.5 X射線光電子能譜(XPS)分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 nZⅥ@LDH-rGO穩(wěn)定化體系對(duì)水中Cr(Ⅵ)去除效果的研究
4.1 nZⅥ@LDH-rGO穩(wěn)定化體系對(duì)水中Cr(Ⅵ)的去除
4.2 nZⅥ@LDH-rGO穩(wěn)定化體系的優(yōu)化
4.2.1 r GO與 LDH比例的調(diào)控
4.2.2 nZⅥ負(fù)載比例的調(diào)控
4.2.3 LDH-rGO載體使用量的調(diào)控
4.3 環(huán)境因素對(duì)水中Cr(Ⅵ)去除效率的影響
4.3.1 初始Cr(Ⅵ)濃度的影響
4.3.2 初始pH值的影響
4.3.3 反應(yīng)溫度的影響
4.3.4 共存離子的影響
4.3.5 腐殖質(zhì)濃度的影響
4.4 材料的循環(huán)與再生
4.5 本章小結(jié)
第5章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及機(jī)理分析
5.1 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
5.1.1 nZⅥ負(fù)載量與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.2 LDH-rGO載體使用量與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.3 初始Cr(Ⅵ)濃度與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.4 初始pH值與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.5 反應(yīng)溫度與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.2 機(jī)理分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果與參加課題情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MgAl-LDH強(qiáng)化Bi單質(zhì)等離子體光催化性能的機(jī)制[J]. 呂曉書(shū),曹嘉真,李欣蔚,曹繼武,張賢明,董帆. 科學(xué)通報(bào). 2018(25)
[2]功能性納米零價(jià)鐵的構(gòu)筑及其對(duì)環(huán)境放射性核素鈾的富集應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 陳海軍,黃舒怡,張志賓,劉云海,王祥科. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]穩(wěn)定型納米零價(jià)鐵去除地下水中2,4-二氯苯酚[J]. 張永祥,常杉,李飛,徐毅,高維春. 環(huán)境科學(xué). 2017(06)
[4]納米零價(jià)鐵的制備及其在環(huán)境中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張茜茜,夏雪芬,周文,劉愛(ài)榮. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2016(01)
[5]化學(xué)沉淀法去除工業(yè)廢水中六價(jià)鉻的效果分析[J]. 朱黃強(qiáng). 科技風(fēng). 2014(22)
[6]納米零價(jià)鐵的改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馮婧微,徐英俠,蘭希平,王黎. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(15)
[7]鎂鋁類水滑石在Cr(Ⅵ)和對(duì)甲基苯酚復(fù)合污染中的吸附[J]. 李燕,冀勇. 應(yīng)用化學(xué). 2013(08)
[8]利用弱堿陰離子交換樹(shù)脂去除飲用水源中微量鉻(Ⅵ)[J]. 何仕均,趙璇,葉裕才,吳小緩. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(05)
[9]Fe-C聯(lián)合處理硝基苯類廢水工藝的研究[J]. 陳國(guó)樹(shù),劉欽偉. 江西教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2001(03)
碩士論文
[1]鎂氨基粘土(MgAC)包覆納米零價(jià)鐵(nZVI)去除廢水中Cr(Ⅵ)[D]. 王蓉.華僑大學(xué) 2017
[2]活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵去除礦山廢水中Cu2+和Cr6+的研究[D]. 陳健.江西理工大學(xué) 2016
[3]膨脹石墨負(fù)載納米鐵對(duì)廢水中U(Ⅵ)的去除特性研究[D]. 胡珂琛.南華大學(xué) 2015
[4]穩(wěn)定納米零價(jià)鐵的制備與修復(fù)土壤中六價(jià)鉻的研究[D]. 何陳.上海大學(xué) 2015
[5]負(fù)載納米零價(jià)鐵銅藻基活性炭去除水中六價(jià)鉻[D]. 武曉.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[6]CMC對(duì)納米零價(jià)鐵去除污染水體中六價(jià)鉻的影響[D]. 錢慧靜.浙江大學(xué) 2008
本文編號(hào):3023819
【文章來(lái)源】:重慶工商大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 水體中Cr(Ⅵ)的污染與治理技術(shù)
1.2.1 Cr(Ⅵ)的來(lái)源及危害
1.2.2 Cr(Ⅵ)的主要治理技術(shù)
1.3 納米零價(jià)鐵的研究現(xiàn)狀
1.3.1 納米零價(jià)鐵的性質(zhì)
1.3.2 納米零價(jià)鐵的制備方法
1.3.3 納米零價(jià)鐵優(yōu)化體系的研究進(jìn)展
1.4 石墨烯優(yōu)化納米零價(jià)鐵體系的研究進(jìn)展
1.5 層狀雙金屬氫氧化物
1.6 課題研究目的及主要內(nèi)容
1.6.1 研究目的
1.6.2 主要內(nèi)容
1.7 本章小結(jié)
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑及儀器
2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料及試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法和裝置
2.2.1 主要材料的制備方法
2.2.2 儲(chǔ)備液的配制方法
2.2.3 Cr(Ⅵ)去除的間歇式實(shí)驗(yàn)方法
2.3 分析方法
2.3.1 Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
2.3.2 Cr(Ⅵ)濃度測(cè)定
2.4 主要表征方法
2.4.1 分散性測(cè)定
2.4.2 Zeta電位測(cè)定
2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4.4 X射線衍射(XRD)
2.4.5 X射線光電子能譜(XPS)
2.5 本章小結(jié)
第3章 材料制備與表征
3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.2 分散性分析
3.3 Zeta電位分析
3.4 X射線衍射(XRD)分析
3.5 X射線光電子能譜(XPS)分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 nZⅥ@LDH-rGO穩(wěn)定化體系對(duì)水中Cr(Ⅵ)去除效果的研究
4.1 nZⅥ@LDH-rGO穩(wěn)定化體系對(duì)水中Cr(Ⅵ)的去除
4.2 nZⅥ@LDH-rGO穩(wěn)定化體系的優(yōu)化
4.2.1 r GO與 LDH比例的調(diào)控
4.2.2 nZⅥ負(fù)載比例的調(diào)控
4.2.3 LDH-rGO載體使用量的調(diào)控
4.3 環(huán)境因素對(duì)水中Cr(Ⅵ)去除效率的影響
4.3.1 初始Cr(Ⅵ)濃度的影響
4.3.2 初始pH值的影響
4.3.3 反應(yīng)溫度的影響
4.3.4 共存離子的影響
4.3.5 腐殖質(zhì)濃度的影響
4.4 材料的循環(huán)與再生
4.5 本章小結(jié)
第5章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及機(jī)理分析
5.1 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
5.1.1 nZⅥ負(fù)載量與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.2 LDH-rGO載體使用量與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.3 初始Cr(Ⅵ)濃度與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.4 初始pH值與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.1.5 反應(yīng)溫度與表觀速率常數(shù)的關(guān)系
5.2 機(jī)理分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果與參加課題情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MgAl-LDH強(qiáng)化Bi單質(zhì)等離子體光催化性能的機(jī)制[J]. 呂曉書(shū),曹嘉真,李欣蔚,曹繼武,張賢明,董帆. 科學(xué)通報(bào). 2018(25)
[2]功能性納米零價(jià)鐵的構(gòu)筑及其對(duì)環(huán)境放射性核素鈾的富集應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 陳海軍,黃舒怡,張志賓,劉云海,王祥科. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]穩(wěn)定型納米零價(jià)鐵去除地下水中2,4-二氯苯酚[J]. 張永祥,常杉,李飛,徐毅,高維春. 環(huán)境科學(xué). 2017(06)
[4]納米零價(jià)鐵的制備及其在環(huán)境中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張茜茜,夏雪芬,周文,劉愛(ài)榮. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2016(01)
[5]化學(xué)沉淀法去除工業(yè)廢水中六價(jià)鉻的效果分析[J]. 朱黃強(qiáng). 科技風(fēng). 2014(22)
[6]納米零價(jià)鐵的改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馮婧微,徐英俠,蘭希平,王黎. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(15)
[7]鎂鋁類水滑石在Cr(Ⅵ)和對(duì)甲基苯酚復(fù)合污染中的吸附[J]. 李燕,冀勇. 應(yīng)用化學(xué). 2013(08)
[8]利用弱堿陰離子交換樹(shù)脂去除飲用水源中微量鉻(Ⅵ)[J]. 何仕均,趙璇,葉裕才,吳小緩. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(05)
[9]Fe-C聯(lián)合處理硝基苯類廢水工藝的研究[J]. 陳國(guó)樹(shù),劉欽偉. 江西教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2001(03)
碩士論文
[1]鎂氨基粘土(MgAC)包覆納米零價(jià)鐵(nZVI)去除廢水中Cr(Ⅵ)[D]. 王蓉.華僑大學(xué) 2017
[2]活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵去除礦山廢水中Cu2+和Cr6+的研究[D]. 陳健.江西理工大學(xué) 2016
[3]膨脹石墨負(fù)載納米鐵對(duì)廢水中U(Ⅵ)的去除特性研究[D]. 胡珂琛.南華大學(xué) 2015
[4]穩(wěn)定納米零價(jià)鐵的制備與修復(fù)土壤中六價(jià)鉻的研究[D]. 何陳.上海大學(xué) 2015
[5]負(fù)載納米零價(jià)鐵銅藻基活性炭去除水中六價(jià)鉻[D]. 武曉.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[6]CMC對(duì)納米零價(jià)鐵去除污染水體中六價(jià)鉻的影響[D]. 錢慧靜.浙江大學(xué) 2008
本文編號(hào):3023819
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