新型磁性生物炭的研制及其處理廢水中Cd 2+ 、Pb 2+ 的研究
發(fā)布時間:2021-10-11 11:32
隨著人類工業(yè)化進程的迅速發(fā)展,水體重金屬污染形勢日漸加劇,嚴重危害人體健康。吸附法作為一種高效、便捷且使用范圍最為廣泛的重金屬污染水體處理方法,其重難點在于吸附材料的選擇。本文將利用常見的農副產(chǎn)品-稻殼進行不同溫度炭化,篩選出對模擬工業(yè)廢水中鎘、鉛吸附效果最佳的稻殼炭前驅體,然后通過液相還原-共沉淀法負載磁性Fe3O4,制備一種能夠通過外加磁場回收,且能多次循環(huán)利用的新型磁性生物炭吸附材料(Fe3O4/BC)。依據(jù)Fe3O4/BC吸附模擬工業(yè)廢水中Cd2+、Pb2+的基礎影響因素試驗,探明了溶液pH值、接觸時間、Fe3O4/BC的添加量、溶液初始濃度以及反應溫度對單一重金屬吸附體系溶液中Cd2+、Pb2+的吸附效果的影響,同時對整個吸附過程進行吸附動力學和等溫熱力學的模型分析,結合Fe3O4/BC的(BET)比表面積、(SEM)電鏡、(FTIR)紅外光譜、以及(XPS)光電子能譜等一系列表征,探究Fe3O4/BC對模擬工業(yè)廢水中Cd2+、Pb2+的可能吸附機理。同時還對Fe3O4/BC進行了吸附-解吸試驗和模擬實際廢水小試,討論了Fe3O4/BC的再生能力和實際應用效果。主要結果如下:...
【文章來源】:中南林業(yè)科技大學湖南省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 水體重金屬污染現(xiàn)狀及危害
1.1.1 水體重金屬污染現(xiàn)狀
1.1.2 水體重金屬污染的危害
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水體重金屬污染處理方法
1.2.2 生物炭吸附研究進展
1.2.3 磁性納米Fe_3O_4研究現(xiàn)狀
1.3 課題來源、研究目的及意義、研究內容、技術路線
1.3.1 課題來源
1.3.2 研究目的及意義
1.3.3 研究內容
1.3.4 技術路線圖
第二章 磁性生物炭Fe_3O_4/BC的研制
2.1 試驗材料與儀器設備
2.1.1 實驗材料
2.1.2 儀器設備
2.2 試驗方法
2.2.1 最優(yōu)熱解溫度稻殼炭篩選
2.2.2 磁性生物炭Fe_3O_4/BC的制備
2.2.3 稻殼炭與Fe_3O_4/BC的吸附能力比較
2.3 結果與討論
2.3.1 最優(yōu)熱解溫度稻殼炭篩選
2.3.2 磁性生物炭Fe_3O_4/BC的制備
2.3.3 稻殼炭、Fe_3O_4及Fe_3O_4/BC的吸附能力比較
2.4 本章小結
第三章 稻殼炭及Fe_3O_4/BC的性能表征
3.1 實驗材料與儀器設備
3.1.1 實驗材料
3.1.2 儀器設備
3.2 試驗方法
3.2.1 SEM分析
3.2.2 BET分析
3.2.3 FTIR紅外分析
3.2.4 XPS分析
3.2.5 Raman光譜分析
3.2.6 磁性性能分析
3.3 結果與討論
3.3.1 SEM分析
3.3.2 BET分析
3.3.3 FTIR紅外分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 Raman光譜分析
3.3.6 磁性性能分析
3.4 本章小結
第四章 Fe_3O_4/BC處理廢水中Cd~(2+)、Pb~(2+)的機制探討
4.1 試驗方法
4.1.1 吸附試驗研究
4.1.2 數(shù)據(jù)處理方法
4.2 結果與討論
4.2.1 pH值對吸附的影響
4.2.2 Fe_3O_4/BC添加量對吸附的影響
4.2.3 接觸時間對吸附的影響
4.2.4 溫度及初始濃度對吸附的影響
4.2.5 吸附動力學分析
4.2.6 等溫吸附分析
4.2.7 吸附機制初探
4.3 本章小結
第五章 Fe_3O_4/BC的再生及工業(yè)廢水小試
5.1 試驗材料與儀器設備
5.2 試驗方法
5.2.1 Fe_3O_4/BC的再生試驗
5.2.2 Fe_3O_4/BC對Cd~(2+)、Pb~(2+)單一及混合吸附體系的吸附
5.2.3 模擬工業(yè)廢水小試
5.3 結果與討論
5.3.1 Fe_3O_4/BC的再生能力分析
5.3.2 Fe_3O_4/BC對Cd~(2+) 、Pb~(2+)單一及混合吸附體系的吸附
5.3.3 模擬工業(yè)廢水小試
5.4 本章小結
第六章 創(chuàng)新點、結論及展望
6.1 創(chuàng)新點
6.2 結論
6.3 展望
參考文獻
附錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]以殼聚糖膜為可再生吸附劑提取廢水中的Cr(Ⅵ)[J]. 楊振彥,李巧玲. 工業(yè)水處理. 2019(03)
[2]膨潤土負載殼聚糖對水中Cu(II)的吸附特性研究[J]. 李玉潔,李雨佳,李紅芬,柯俊峰,何曉曼,李柏林. 礦產(chǎn)保護與利用. 2019(01)
[3]鎘對植物的毒害及植物解毒機制研究進展[J]. 楊紅霞,陳俊良,劉崴. 江蘇農業(yè)科學. 2019(02)
[4]茶渣修飾磁性Fe3O4納米粒子協(xié)同吸附銅鉛離子的研究[J]. 唐躍武,江勇,楊英,蘇光辰,施海珊,張惠. 環(huán)境污染與防治. 2019(01)
[5]生物炭吸附去除水中有機污染物的研究進展[J]. 常飛,程文博,張?zhí)煨? 能源研究與信息. 2018(04)
[6]不同熱解溫度生物炭對Pb(Ⅱ)的吸附研究[J]. 劉杰,施勝利,賈月慧,高凡,梁瓊,蘇世鳴,楊建軍,曾希柏,王滔. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2018(11)
[7]稻殼清潔化處理技術在白酒生產(chǎn)中的應用[J]. 張煜行,李澤霞,王豹,姚紅梅,倪靖岳,程宗志,李蘇蕊,安惠玲. 釀酒科技. 2018(12)
[8]生物炭負載納米羥基磷灰石復合材料的制備及對鉛離子的吸附特性[J]. 張連科,王洋,王維大,李玉梅,孫鵬,韓劍宏,姜慶宏. 化工進展. 2018(09)
[9]玉米秸稈生物炭對重金屬鎘、鉛的吸附性能[J]. 鄒繼穎,孫大志,趙家偉,王書成,李健煒,李文悅,呂逸寒,竇赫揚. 北華大學學報(自然科學版). 2018(04)
[10]鎘對MCF-10A人乳腺細胞基因組DNA甲基化及miRNA表達的影響[J]. 李碧云,蔡日東,余日安. 毒理學雜志. 2018(02)
博士論文
[1]功能化磁性納米材料的制備及其對水中污染物的去除[D]. 連麗麗.吉林大學 2014
[2]鐵碳材料的制備及其處理典型重金屬配合物和含氧酸根廢水的研究[D]. 陳潤華.中南大學 2013
[3]應用硅藻土處理含重金屬離子廢水相關理論基礎及關鍵技術研究[D]. 朱健.中南林業(yè)科技大學 2013
[4]改性棕櫚絲吸附水中重金屬的研究[D]. 呂文剛.華東理工大學 2012
[5]離子交換樹脂改性及在起爆藥廢水中應用研究[D]. 王菲.南京理工大學 2010
碩士論文
[1]改性活性炭吸附水中典型重金屬的試驗研究[D]. 陳莽.重慶大學 2015
[2]固定化生物吸附劑對重金屬銅的吸附性能研究[D]. 馬迎春.湖南大學 2013
[3]海藻酸鈉包埋啤酒酵母和活性炭對Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的競爭性吸附[D]. 盧明.湖南大學 2013
[4]聚合物強化超濾處理重金屬廢水[D]. 郜國英.中南大學 2011
本文編號:3430424
【文章來源】:中南林業(yè)科技大學湖南省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 水體重金屬污染現(xiàn)狀及危害
1.1.1 水體重金屬污染現(xiàn)狀
1.1.2 水體重金屬污染的危害
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水體重金屬污染處理方法
1.2.2 生物炭吸附研究進展
1.2.3 磁性納米Fe_3O_4研究現(xiàn)狀
1.3 課題來源、研究目的及意義、研究內容、技術路線
1.3.1 課題來源
1.3.2 研究目的及意義
1.3.3 研究內容
1.3.4 技術路線圖
第二章 磁性生物炭Fe_3O_4/BC的研制
2.1 試驗材料與儀器設備
2.1.1 實驗材料
2.1.2 儀器設備
2.2 試驗方法
2.2.1 最優(yōu)熱解溫度稻殼炭篩選
2.2.2 磁性生物炭Fe_3O_4/BC的制備
2.2.3 稻殼炭與Fe_3O_4/BC的吸附能力比較
2.3 結果與討論
2.3.1 最優(yōu)熱解溫度稻殼炭篩選
2.3.2 磁性生物炭Fe_3O_4/BC的制備
2.3.3 稻殼炭、Fe_3O_4及Fe_3O_4/BC的吸附能力比較
2.4 本章小結
第三章 稻殼炭及Fe_3O_4/BC的性能表征
3.1 實驗材料與儀器設備
3.1.1 實驗材料
3.1.2 儀器設備
3.2 試驗方法
3.2.1 SEM分析
3.2.2 BET分析
3.2.3 FTIR紅外分析
3.2.4 XPS分析
3.2.5 Raman光譜分析
3.2.6 磁性性能分析
3.3 結果與討論
3.3.1 SEM分析
3.3.2 BET分析
3.3.3 FTIR紅外分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 Raman光譜分析
3.3.6 磁性性能分析
3.4 本章小結
第四章 Fe_3O_4/BC處理廢水中Cd~(2+)、Pb~(2+)的機制探討
4.1 試驗方法
4.1.1 吸附試驗研究
4.1.2 數(shù)據(jù)處理方法
4.2 結果與討論
4.2.1 pH值對吸附的影響
4.2.2 Fe_3O_4/BC添加量對吸附的影響
4.2.3 接觸時間對吸附的影響
4.2.4 溫度及初始濃度對吸附的影響
4.2.5 吸附動力學分析
4.2.6 等溫吸附分析
4.2.7 吸附機制初探
4.3 本章小結
第五章 Fe_3O_4/BC的再生及工業(yè)廢水小試
5.1 試驗材料與儀器設備
5.2 試驗方法
5.2.1 Fe_3O_4/BC的再生試驗
5.2.2 Fe_3O_4/BC對Cd~(2+)、Pb~(2+)單一及混合吸附體系的吸附
5.2.3 模擬工業(yè)廢水小試
5.3 結果與討論
5.3.1 Fe_3O_4/BC的再生能力分析
5.3.2 Fe_3O_4/BC對Cd~(2+) 、Pb~(2+)單一及混合吸附體系的吸附
5.3.3 模擬工業(yè)廢水小試
5.4 本章小結
第六章 創(chuàng)新點、結論及展望
6.1 創(chuàng)新點
6.2 結論
6.3 展望
參考文獻
附錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]以殼聚糖膜為可再生吸附劑提取廢水中的Cr(Ⅵ)[J]. 楊振彥,李巧玲. 工業(yè)水處理. 2019(03)
[2]膨潤土負載殼聚糖對水中Cu(II)的吸附特性研究[J]. 李玉潔,李雨佳,李紅芬,柯俊峰,何曉曼,李柏林. 礦產(chǎn)保護與利用. 2019(01)
[3]鎘對植物的毒害及植物解毒機制研究進展[J]. 楊紅霞,陳俊良,劉崴. 江蘇農業(yè)科學. 2019(02)
[4]茶渣修飾磁性Fe3O4納米粒子協(xié)同吸附銅鉛離子的研究[J]. 唐躍武,江勇,楊英,蘇光辰,施海珊,張惠. 環(huán)境污染與防治. 2019(01)
[5]生物炭吸附去除水中有機污染物的研究進展[J]. 常飛,程文博,張?zhí)煨? 能源研究與信息. 2018(04)
[6]不同熱解溫度生物炭對Pb(Ⅱ)的吸附研究[J]. 劉杰,施勝利,賈月慧,高凡,梁瓊,蘇世鳴,楊建軍,曾希柏,王滔. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2018(11)
[7]稻殼清潔化處理技術在白酒生產(chǎn)中的應用[J]. 張煜行,李澤霞,王豹,姚紅梅,倪靖岳,程宗志,李蘇蕊,安惠玲. 釀酒科技. 2018(12)
[8]生物炭負載納米羥基磷灰石復合材料的制備及對鉛離子的吸附特性[J]. 張連科,王洋,王維大,李玉梅,孫鵬,韓劍宏,姜慶宏. 化工進展. 2018(09)
[9]玉米秸稈生物炭對重金屬鎘、鉛的吸附性能[J]. 鄒繼穎,孫大志,趙家偉,王書成,李健煒,李文悅,呂逸寒,竇赫揚. 北華大學學報(自然科學版). 2018(04)
[10]鎘對MCF-10A人乳腺細胞基因組DNA甲基化及miRNA表達的影響[J]. 李碧云,蔡日東,余日安. 毒理學雜志. 2018(02)
博士論文
[1]功能化磁性納米材料的制備及其對水中污染物的去除[D]. 連麗麗.吉林大學 2014
[2]鐵碳材料的制備及其處理典型重金屬配合物和含氧酸根廢水的研究[D]. 陳潤華.中南大學 2013
[3]應用硅藻土處理含重金屬離子廢水相關理論基礎及關鍵技術研究[D]. 朱健.中南林業(yè)科技大學 2013
[4]改性棕櫚絲吸附水中重金屬的研究[D]. 呂文剛.華東理工大學 2012
[5]離子交換樹脂改性及在起爆藥廢水中應用研究[D]. 王菲.南京理工大學 2010
碩士論文
[1]改性活性炭吸附水中典型重金屬的試驗研究[D]. 陳莽.重慶大學 2015
[2]固定化生物吸附劑對重金屬銅的吸附性能研究[D]. 馬迎春.湖南大學 2013
[3]海藻酸鈉包埋啤酒酵母和活性炭對Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的競爭性吸附[D]. 盧明.湖南大學 2013
[4]聚合物強化超濾處理重金屬廢水[D]. 郜國英.中南大學 2011
本文編號:3430424
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