本文關(guān)鍵詞：包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球去除水中六價(jià)鉻研究

  更多相關(guān)文章： 羧甲基殼聚糖 納米鐵 凝膠球 六價(jià)鉻

【摘要】：現(xiàn)代制造行業(yè)中,六價(jià)鉻化合物廣泛應(yīng)用于制革、紡織品生產(chǎn)、印染、顏料以及汽車等行業(yè),對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要作用。但是部分工廠企業(yè)不合理排放含鉻廢水引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。六價(jià)鉻是“三致”物質(zhì),嚴(yán)重危害人類以及動(dòng)植健康,因此有效解決六價(jià)鉻污染問題成為時(shí)下環(huán)保主義者的工作焦點(diǎn)。近些年來(lái),環(huán)境納米材料迅速發(fā)展,尤其是納米零價(jià)鐵。納米鐵制備簡(jiǎn)單,廉價(jià)易得,且具有較高的反應(yīng)活性等特點(diǎn),因此成為目前環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)中一個(gè)非�；钴S的研究領(lǐng)域。但是在實(shí)際應(yīng)用中納米鐵極易團(tuán)聚,空氣穩(wěn)定性差,因此給納米鐵材料的應(yīng)用提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。針對(duì)以上問題,本文采用羧甲基殼聚糖作為包覆劑,制備出包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球材料并用于水體中六價(jià)鉻污染的修復(fù)。論文研究了包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備條件,并在靜態(tài)條件下考察了其對(duì)水體中六價(jià)鉻的去除能力,探討了包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球去除六價(jià)鉻的動(dòng)力學(xué)和機(jī)理。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)制備了包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球,并探討了羧甲基殼聚糖濃度、納米鐵投加量、交聯(lián)劑(Ca Cl2)濃度以及固化時(shí)間對(duì)六價(jià)鉻去除率的影響,以5wt%羧甲基殼聚糖濃度、1.0g的納米鐵、9wt%的交聯(lián)劑(Ca Cl2)、1h固化時(shí)間為較優(yōu)的制備參數(shù)。同時(shí)對(duì)制備好的包覆納米鐵凝膠球進(jìn)行了表征分析,表明包覆納米鐵凝膠球中納米鐵粒徑分布范圍為7~58nm,平均粒徑為25.35±7.11nm;包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的比飽和磁化強(qiáng)度為23.5emu/g,低于單質(zhì)納米鐵的67.8emu/g,但其仍可被磁鐵分離。(2)通過(guò)批實(shí)驗(yàn)研究探討了投加量、六價(jià)鉻初始濃度、溶液p H值以及反應(yīng)溫度對(duì)六價(jià)鉻去除效率的影響,并對(duì)各種影響因素導(dǎo)致的對(duì)六價(jià)鉻去除率的變化進(jìn)行了初步分析。研究發(fā)現(xiàn)增加投加量、升高反應(yīng)溫度均可以提高六價(jià)鉻的去除效率;納米鐵投加量為0.2g/L~0.8g/L對(duì)應(yīng)的六價(jià)鉻去除率分別為86.32%、95.89%、100%、100%、100%;在25、40、50℃條件下,反應(yīng)2h六價(jià)鉻去除率分別達(dá)到92.10%、97.05%、98.80%。而六價(jià)鉻初始濃度、溶液p H值則對(duì)六價(jià)鉻的去除產(chǎn)生抑制作用。六價(jià)鉻初始濃度越高、溶液p H值越大越不利于六價(jià)鉻的去除。當(dāng)污染液中六價(jià)鉻初始濃度由5mg/L增大到50mg/L時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)去除率由100%降低至65.46%。當(dāng)溶液初始p H由3增大到11時(shí),六價(jià)鉻去除率則由100%降低至91.33%。(3)考察了包覆納米鐵凝膠球去除六價(jià)鉻的動(dòng)力學(xué),探討了投加量、六價(jià)鉻初始濃度、反應(yīng)溫度以及溶液p H與表觀速率常數(shù)(kobs)的關(guān)系。結(jié)果表明,投加量、反應(yīng)溫度與kobs正相關(guān)關(guān)系;當(dāng)投加量由0.04g/L增加到0.28g/L時(shí),kobs增加了約8倍。當(dāng)反應(yīng)溫度由25℃提高到50℃時(shí)kobs提高了1.73倍,而半衰期由0.65 h降低至0.37 h。而六價(jià)鉻初始濃度、溶液p H則與kobs呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;當(dāng)六價(jià)鉻濃度依次為15、25、50mg/L時(shí),相應(yīng)的kobs分別為0.58639 h-1、0.3276h-1、0.08479 h-1;當(dāng)p H值由3升高到11時(shí),kobs由3.50789 h-1降低至0.3566 h-1,半衰期則由0.2 h升高1.94 h。同時(shí)動(dòng)力學(xué)研究表明包覆納米鐵凝膠球去除六價(jià)鉻符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。(4)包覆納米鐵凝膠球去除六價(jià)鉻是吸附、還原、螯合共同作用的結(jié)果。反應(yīng)過(guò)程中,少量六價(jià)鉻被吸附于包覆納米鐵凝膠球表面。XPS分析表明反應(yīng)后三價(jià)鐵離子較反應(yīng)前增多,且反應(yīng)后檢測(cè)到Cr2p的存在,說(shuō)明了六價(jià)鉻被納米鐵還原,同時(shí)XRD分析表明反應(yīng)后零價(jià)鐵的特征峰消失,并新增鐵鉻氧化物特征峰,也說(shuō)明存在氧化還原反應(yīng);FT-IR分析表明羧甲基殼聚糖中羧基、氨基以及羥基均不同程度與鐵離子和鉻離子發(fā)生了螯合反應(yīng),并且XPS分析也表明包覆納米鐵凝膠球中氨基對(duì)鐵鹽或鉻鹽也存在螯合作用。
【關(guān)鍵詞】：羧甲基殼聚糖 納米鐵 凝膠球 六價(jià)鉻
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 鉻的概述11-13
• 1.1.1 鉻的理化性質(zhì)11
• 1.1.2 鉻污染的來(lái)源及危害11-13
• 1.2 含鉻廢水的處理技術(shù)13-16
• 1.2.1 物理法13-14
• 1.2.2 化學(xué)法14-15
• 1.2.3 生物法15-16
• 1.3 零價(jià)鐵及納米鐵去除水體中六價(jià)鉻研究進(jìn)展16-17
• 1.3.1 零價(jià)鐵去除六價(jià)鉻的研究16
• 1.3.2 納米鐵去除六價(jià)鉻的研究16-17
• 1.4 常見的包覆納米鐵凝膠球17-19
• 1.4.1 包覆納米鐵殼聚糖凝膠球簡(jiǎn)介17-18
• 1.4.2 包覆納米鐵海藻酸鈣凝膠球簡(jiǎn)介18-19
• 1.5 課題的提出及意義19-20
• 1.6 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線20-21
• 1.7 本章小結(jié)21-22
• 第2章 包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備22-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法22-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器22-23
• 2.2 六價(jià)鉻溶液的配制及檢測(cè)23-25
• 2.2.1 六價(jià)鉻污染液的配制23
• 2.2.2 六價(jià)鉻污染液的檢測(cè)23-24
• 2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定24
• 2.2.4 數(shù)據(jù)處理24-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法25-26
• 2.3.1 包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備25
• 2.3.2 羧甲基殼聚糖濃度對(duì)凝膠球去除Cr~(6+)的影響25
• 2.3.3 納米鐵用量對(duì)凝膠球去除Cr~(6+)的影響25-26
• 2.3.4 交聯(lián)劑濃度對(duì)包覆凝膠球去除Cr~(6+)的影響26
• 2.3.5 固化時(shí)間對(duì)凝膠球去除Cr~(6+)的影響26
• 2.4 結(jié)果與討論26-29
• 2.4.1 羧甲基殼聚糖濃度的影響26-27
• 2.4.2 納米鐵用量的影響27-28
• 2.4.3 交聯(lián)劑濃度的影響28-29
• 2.4.4 固化時(shí)間的影響29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的表征31-38
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法31
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑31
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法31
• 3.3 包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的表征條件31-32
• 3.3.1 透射電鏡（TEM）31-32
• 3.3.2 掃描電鏡（SEM）32
• 3.3.3 磁滯回線（VSM）32
• 3.3.4 X射線衍射（XRD）32
• 3.4 結(jié)果與討論32-36
• 3.4.1 透射電鏡（TEM）32-34
• 3.4.2 掃描電鏡（SEM）34-35
• 3.4.3 磁滯回線（VSM）35-36
• 3.4.4 X射線衍射（XRD）36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球去除水體中六價(jià)鉻的研究38-44
• 4.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑38
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法38-39
• 4.2.1 包覆納米羧甲基殼聚糖凝膠球的制備38
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程38-39
• 4.3 結(jié)果與討論39-43
• 4.3.1 投加量對(duì)Cr~(6+)去除的影響39-40
• 4.3.2 初始濃度對(duì)Cr~(6+)去除的影響40-41
• 4.3.3 初始pH對(duì)Cr~(6+)去除的影響41-42
• 4.3.4 反應(yīng)溫度對(duì)Cr~(6+)去除的影響42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及機(jī)理分析44-56
• 5.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑44
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 5.2.1 掃描電鏡（SEM）44-45
• 5.2.2 傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）45
• 5.2.3 X射線光電子能譜（XPS）45
• 5.2.4 X射線衍射（XRD）45
• 5.3 結(jié)果與討論45-49
• 5.3.1 投加量與表觀速率常數(shù)的關(guān)系45-46
• 5.3.2 反應(yīng)溫度與表觀速率常數(shù)的關(guān)系46-47
• 5.3.3 Cr~(6+)初始濃度與表觀速率常數(shù)的關(guān)系47-48
• 5.3.4 反應(yīng)pH與表觀速率常數(shù)的關(guān)系48-49
• 5.4 反應(yīng)機(jī)理初探49-54
• 5.4.1 掃描電鏡（SEM）49-50
• 5.4.2 紅外光譜（FT-IR）50-51
• 5.4.3 X射線光電子能譜（XPS）51-54
• 5.4.4 X射線衍射（XRD）54
• 5.5 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-66
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果66

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4 熊平,郭萍,袁亞莉,何繼善;順磁納米鐵核素的研制及性能分析[J];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2005年02期

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3 耿兵;殼聚糖穩(wěn)定納米鐵的制備與修復(fù)地表水中六價(jià)鉻污染的研究[D];南開大學(xué);2009年

4 王薇;包覆型納米鐵的制備及用于地下水污染修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究[D];南開大學(xué);2008年

5 李勇超;功能化核殼型納米鐵的制備及修復(fù)地下水中六價(jià)鉻的研究[D];南開大學(xué);2012年

6 肖仕麗;靜電紡零價(jià)納米鐵/聚合物材料的制備、表征及其環(huán)境修復(fù)應(yīng)用[D];東華大學(xué);2010年

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8 史嘉璐;含吡啶基螯合樹脂負(fù)載納米鐵系金屬選擇性還原硝酸鹽的特性和機(jī)理[D];南京大學(xué);2015年

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10 張環(huán);負(fù)載型納米鐵銅二元金屬的合成與改性及其修復(fù)地下水中有機(jī)氯污染物的基礎(chǔ)研究[D];南開大學(xué);2006年

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1 代佳麗;納米鐵燒結(jié)活性碳的制備及性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 王倩;修飾型納米鐵制備及其用于水體復(fù)合污染物去除研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 肖佳楠;活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵的制備及其對(duì)難降解有機(jī)物去除性能的研究[D];山東大學(xué);2015年

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6 黃蘭蘭;茶葉萃取液合成納米鐵對(duì)降解孔雀綠的研究[D];福建師范大學(xué);2014年

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10 盛敏;納米鐵銅去除地下水中硝酸鹽的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

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