基于輔助電場(chǎng)的改性碳納米管薄膜對(duì)高毒性銻(Ⅲ)的氧化/吸附性能和機(jī)理
發(fā)布時(shí)間:2021-08-27 01:49
近年來由新型污染物銻(Sb)超標(biāo)導(dǎo)致的一系列水環(huán)境污染和生態(tài)安全問題引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。在自然水環(huán)境中,銻的賦存形態(tài)受水環(huán)境氧化還原狀態(tài)影響顯著,主要以三價(jià)銻(銻(Ⅲ))和五價(jià)銻(銻(V))形式存在。其中,銻(Ⅲ)是最常見的存在形式,其毒性比銻(V)高10倍。因此,開發(fā)高效、快速、經(jīng)濟(jì)解決銻污染的新技術(shù),特別是針對(duì)高毒性銻(Ⅲ)化合物的新技術(shù),是國(guó)家水資源安全可持續(xù)利用的有力保障,對(duì)緩解日益嚴(yán)峻的環(huán)境壓力有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于環(huán)境水體中銻濃度較低(通常在ng/L到μg/L),當(dāng)前主流處理技術(shù)往往掣肘于動(dòng)力學(xué)的限制;炷恋矸m然處理效率相對(duì)較高,但存在產(chǎn)泥量大、成本高、工藝復(fù)雜和二次污染等問題。而吸附法具有能耗低和可回收等特點(diǎn),被認(rèn)為是更具前景的銻污染處理技術(shù)。在本研究設(shè)計(jì)了基于二氧化鈦-碳納米管(TiO2-CNT)復(fù)合膜的電活性過濾體系可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高毒性銻(Ⅲ)的氧化和低毒性銻(V)的吸附。借助各種先進(jìn)譜學(xué)和成像表征技術(shù)對(duì)銻(Ⅲ)的吸附行為、性能和機(jī)理進(jìn)行了深入研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)銻(Ⅲ)去除性能研究。對(duì)比研究了本研究的連續(xù)流體系和傳統(tǒng)混合式體...
【文章來源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
本文的研究技術(shù)路線
圖 2-3.電活性過濾裝置原理圖Fig. 2-3 Schematics of electroactive filtration appa2.2.2 銻(III)吸附等溫線實(shí)驗(yàn)為了研究 TiO2-CNT 復(fù)合膜的平衡吸附容量,進(jìn)行了吸步驟是在流速為 3 mL/min,外加電壓為 0 V 或 2 V,過濾時(shí)間濃度為 100-10000 g/L,pH=7,和循環(huán)過濾模式的條件下完銻(III)平衡吸附量(qe)計(jì)算方法如公式(2-1)所示式中 qe(mg/g)為平衡吸附量,C0和 Ce(mg/L)分別始濃度和平衡濃度,V(mL)代表溶液體積, m(mg)為質(zhì)量(17 mg)。2.2.3 銻(III)吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
圖 3-1. CNT(a)、TiO2-CNT(b)、TiO2-HCl-CNT(c)和 TiO2-HNO3-CNT(d)膜的 FESEM 圖Fig. 3-1 FESEM characterizations of CNT (a) 、TiO2-CNT (b) 、TiO2-HCl-CNT(c)and TiO2-HNO3-CNT(d)filter3.2 TiO2-CNT 復(fù)合膜 TEM 分析圖 3-2 分別為上述步驟所制備的 CNT 膜(a)和 TiO2-CNT(b)復(fù)合膜的M 圖。由圖(a)的高倍 TEM 圖可以看出,CNT 網(wǎng)絡(luò)具有光滑的表面,管直為 25±7 nm。從圖(b)的高倍 TEM 圖中可以看出所制備的 TiO2-CNT 網(wǎng)絡(luò)有更粗糙的表面,更大的管直徑為 36±9 nm,且 TiO2涂層未發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。與上述 FESEM 圖和后面 STEM 圖的結(jié)果相符合。
本文編號(hào):3365404
【文章來源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
本文的研究技術(shù)路線
圖 2-3.電活性過濾裝置原理圖Fig. 2-3 Schematics of electroactive filtration appa2.2.2 銻(III)吸附等溫線實(shí)驗(yàn)為了研究 TiO2-CNT 復(fù)合膜的平衡吸附容量,進(jìn)行了吸步驟是在流速為 3 mL/min,外加電壓為 0 V 或 2 V,過濾時(shí)間濃度為 100-10000 g/L,pH=7,和循環(huán)過濾模式的條件下完銻(III)平衡吸附量(qe)計(jì)算方法如公式(2-1)所示式中 qe(mg/g)為平衡吸附量,C0和 Ce(mg/L)分別始濃度和平衡濃度,V(mL)代表溶液體積, m(mg)為質(zhì)量(17 mg)。2.2.3 銻(III)吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
圖 3-1. CNT(a)、TiO2-CNT(b)、TiO2-HCl-CNT(c)和 TiO2-HNO3-CNT(d)膜的 FESEM 圖Fig. 3-1 FESEM characterizations of CNT (a) 、TiO2-CNT (b) 、TiO2-HCl-CNT(c)and TiO2-HNO3-CNT(d)filter3.2 TiO2-CNT 復(fù)合膜 TEM 分析圖 3-2 分別為上述步驟所制備的 CNT 膜(a)和 TiO2-CNT(b)復(fù)合膜的M 圖。由圖(a)的高倍 TEM 圖可以看出,CNT 網(wǎng)絡(luò)具有光滑的表面,管直為 25±7 nm。從圖(b)的高倍 TEM 圖中可以看出所制備的 TiO2-CNT 網(wǎng)絡(luò)有更粗糙的表面,更大的管直徑為 36±9 nm,且 TiO2涂層未發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。與上述 FESEM 圖和后面 STEM 圖的結(jié)果相符合。
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