目前,我國水體重金屬污染情況十分嚴峻,對人類的生活、健康及生存環(huán)境已造成嚴重危害,國家制定了嚴格的重金屬廢水排放標準。吸附法具備能有效深度處理低濃度重金屬廢水,出水水質(zhì)高、經(jīng)濟環(huán)保、吸附材料資源豐富等優(yōu)勢。新型磁性核殼納米復合吸附劑的研究與應用是近年來的關(guān)注熱點。本文制備了一種對重金屬陽離子具有優(yōu)異吸附性能的巰基改性磁性核殼納米復合吸附劑(Fe304@Si02-SH),并對其吸附性能及機制進行了探究。主要結(jié)果如下:(1)3-巰丙基三甲氧基硅烷(3-TMMPS)作為改性試劑,最佳巰基改性制備條件為:以甲苯為反應溶劑,3-TMMPS用量比10:1,溫度110℃及回流時間48h。Fe3O4@SiO2-SH對Cd2+的靜態(tài)吸附實驗結(jié)果表明:初始pH值增加有利于Cd2+的吸附,最佳初始pH=6.5;反應溫度升高能促進吸附反應的進行,溫度為298K、308K、318K 時,飽和吸附量依次為 61.92mg/g、68.02mg/g 及 71.92mg/g。干擾離子對Cd2+的吸附影響程度為Mg2+>SO42->Ca2+>N03-,Na+、K+、Cl-幾乎無干擾;吸附劑經(jīng)五次再生重復...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 水體重金屬污染
        1.1.1 水體重金屬污染現(xiàn)狀
        1.1.2 幾種典型的重金屬離子及危害
    1.2 重金屬廢水處理技術(shù)
        1.2.1 化學沉淀法
        1.2.2 膜分離法
        1.2.3 光催化法
        1.2.4 生物法
        1.2.5 吸附法
    1.3 吸附材料研究進展
        1.3.1 傳統(tǒng)吸附材料
        1.3.2 新型非磁性復合材料
        1.3.3 新型磁性核殼納米復合材料
    1.4 課題研究目的與內(nèi)容
        1.4.1 課題研究目的與意義
        1.4.2 課題研究內(nèi)容
第2章 巰基改性Fe₃O₄@SiO₂磁性吸附劑制備及對Cd²⁺的吸附性能研究
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實驗試劑與設備
        2.1.2 吸附實驗及重金屬離子的測定
        2.1.3 數(shù)據(jù)的分析方法
    2.2 巰基改性Fe₃O₄@SiO₂磁性吸附劑的制備
        2.2.1 磁性核殼納米材料Fe₃O₄@SiO₂的制備
        2.2.2 巰基改性Fe₃O₄@SiO₂的單因素制備條件優(yōu)化
    2.3 Fe₃O₄@SiO₂-SH對Cd²⁺的吸附性能研究
        2.3.1 初始pH值的影響
        2.3.2 吸附時間的影響
        2.3.3 初始濃度及溫度的影響
        2.3.4 改性前后材料的吸附性能比較
        2.3.5 干擾離子的影響
        2.3.6 再生重復性實驗
        2.3.7 吸附動力學分析
        2.3.8 吸附等溫線分析
        2.3.9 吸附熱力學分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 Fe₃O₄@SiO₂-SH對多金屬體系的吸附性能研究
    3.1 重金屬離子Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺單一體系的吸附效果比較
        3.1.1 初始濃度的影響
        3.1.2 吸附等溫線擬合
        3.1.3 吸附時間的影響
        3.1.4 吸附動力學分析
    3.2 重金屬離子Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺多元體系的吸附效果研究
        3.2.1 Cd²⁺-Pb²⁺-Cu²⁺-Ni²⁺混合體系的吸附效果
        3.2.2 Cd²⁺-Ni²⁺雙金屬體系競爭吸附效果
        3.2.3 Pb²⁺-Cu²⁺雙金屬體系競爭與促進吸附效果
    3.3 本章小結(jié)
第4章 Fe₃O₄@SiO₂-SH的性能表征及吸附重金屬離子機制探究
    4.1 材料的結(jié)構(gòu)與性能表征
        4.1.1 透射電鏡(TEM)及能譜(EDS)分析
        4.1.2 X射線衍射分析(XRD)
        4.1.3 磁滯回線分析(VSM)
        4.1.4 熱重分析(TGA)
        4.1.5 比表面積與孔徑分析(BET)
        4.1.6 傅里葉紅外光譜分析(FTIR)及拉曼光譜分析(Raman)
        4.1.7 X射線光電子能譜分析(XPS)
    4.2 重金屬離子的吸附機制探討
        4.2.1 吸附Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺前后Raman圖譜分析
        4.2.2 吸附Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺前后EDS能譜分析
        4.2.3 吸附Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺前后XRD圖譜分析
        4.2.4 吸附Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺前后BET及BJH分析
        4.2.5 吸附Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺前后XPS圖譜分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及研究成果



本文編號：3955485