發(fā)布時間：2017-09-19 00:44

  本文關鍵詞：高硅ZSM-5沸石分子篩負載納米零價鐵去除水溶液中重金屬機理的研究

  更多相關文章： ZSM-5負載納米零價鐵 Pb~(2+) 反應動力學 反應機理

【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,大量的鉛及其化合物被廣泛應用于礦產、電鍍工業(yè)、電池制造、染料、印刷工業(yè)等行業(yè),工業(yè)生產過程中排放的含鉛廢棄物大量排放到水體中,已經造成水體的嚴重污染,對人體健康造成很大的威脅。近年來,人們利用納米零價鐵去除廢水里重金屬Pb~(2+)得到廣泛應用,但是,納米零價鐵暴露于空氣中易被氧化,易團聚,在實際應用中限制了其作為納米材料的特性,對于納米零價鐵存在的問題,本文通過化學浸漬法和球磨法制備出了ZSM-5負載零價鐵,解決了納米零價鐵分散性能差,反應活性較低的問題,通過利用兩種不同方法制備的材料去除廢水里重金屬Pb~(2+),探究其反應動力學和去除機理,并比較兩者之間的去除效果。其研究內容如下:利用化學浸漬法和球磨法制備了ZSM-5負載零價鐵,我們對負載材料進行表征分析,分析結果表明:通過化學浸漬法制備的ZSM-5負載納米零價鐵粒徑在50nm-100nm,呈球形結構,在ZSM-5上沒有出現團聚現象,其分散性能較好,球磨法制備的ZSM-5負載鐵粉,鐵元素在ZSM-5上分散均勻。通過兩種方法制備的ZSM-5負載零價鐵均含有α-Fe的衍射峰。研究了不同環(huán)境條件下對去除Pb~(2+)動力學分析及影響因素,發(fā)現兩種不同方法制備的材料去除Pb~(2+)均符合一級反應動力學,在較高PH值和較低PH值條件下均不利于Pb~(2+)的去除,研究表明在PH=4時,Pb~(2+)去除率最高,達到41.1%。兩種不同方法制備的材料對Pb~(2+)去除率隨著投加量增加而增加,表觀反應速率常數也隨著投加量增加而增加;在負載材料投加量一定的情況下,隨著Pb~(2+)濃度的提高而去除率降低,表觀反應速率常數也隨著Pb~(2+)濃度的提高而降低,對Pb~(2+)絕對去除量卻增加。通過對反應過程中總鐵釋放量檢測發(fā)現,溶液里總鐵釋放量呈現先增加后減少的趨勢,溶液里Fe~(2+)釋放量出現先增加而逐漸穩(wěn)定的趨勢,這是由于隨著Fe0被Pb~(2+)和水系統氧化,Fe0被氧化為Fe~(2+)和Fe3+,造成溶液中總鐵和Fe~(2+)釋放量增加。我們考察了溶液PH值變化情況,發(fā)現隨著濃度的升高溶液反應前后PH差值增加,為了對ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)的機理進行分析,我們對反應后的ZSM-5負載納米零價鐵表面進行X-射線光電子能譜(XPS)分析,發(fā)現在ZSM-5負載納米零價鐵表面有Pb~(2+)和FeOOH存在,說明Pb~(2+)通過物理吸附吸附在ZSM-5負載納米零價鐵表面上。研究了兩種不同方法制備的材料對Pb~(2+)的去除效果,研究表明化學浸漬法制備的ZSM-5負載納米鐵去除Pb~(2+)的去除率和表觀反應速率常數比球磨ZSM-5負載鐵粉去除Pb~(2+)高,主要是由于制備的兩種材料粒徑不同造成的。
【關鍵詞】：ZSM-5負載納米零價鐵 Pb~(2+) 反應動力學 反應機理
【學位授予單位】：河南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 課題研究的背景及意義12-14
• 1.1.1 課題研究的背景12-13
• 1.1.2 課題研究的意義13-14
• 1.2 含鉛廢水的處理技術及其特點14-18
• 1.2.1 化學沉淀法14-15
• 1.2.2 吸附法15-16
• 1.2.3 離子交換法16
• 1.2.4 萃取法16-17
• 1.2.5 膜分離法17
• 1.2.6 電解法17-18
• 1.2.7 生物法18
• 1.3 零價鐵技術的應用與發(fā)展18-23
• 1.3.1 納米零價鐵技術發(fā)展概要18-19
• 1.3.2 納米零價鐵的制備19-20
• 1.3.3 納米零價鐵穩(wěn)定性方法20-22
• 1.3.4 納米零價鐵處理廢水里的重金屬22-23
• 1.4 研究目的及內容23-26
• 1.4.1 研究目的23
• 1.4.2 研究內容23-26
• 第二章 不同負載材料的制備與表征26-34
• 2.1 實驗儀器及試劑26-27
• 2.1.1 主要試劑26
• 2.1.2 主要儀器26-27
• 2.2 表征與分析方法27-29
• 2.2.1 XRD衍射分析27
• 2.2.2 場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）分析27
• 2.2.3 溶液中Fe~(2+),Pb~(2+)和總鐵離子的檢測27-29
• 2.3 化學浸漬法ZSM-5負載納米零價鐵的制備與表征29-31
• 2.3.1 化學浸漬法ZSM-5負載納米零價鐵的制備29-30
• 2.3.2 化學浸漬法ZSM-5負載納米零價鐵的表征30-31
• 2.4 球磨ZSM-5負載鐵粉的制備與表征31-33
• 2.4.1 球磨ZSM-5負載鐵粉的制備31
• 2.4.2 球磨ZSM-5負載鐵粉的表征31-33
• 2.5 結論33-34
• 第三章 化學浸漬法制備ZSM-5負載納米零價鐵對Pb~(2+)去除實驗34-56
• 3.1 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)的影響因素34-36
• 3.1.1 不同pH值對Pb~(2+)去除實驗34
• 3.1.2 不同投加量對Pb~(2+)去除實驗34-35
• 3.1.3 不同濃度對Pb~(2+)去除實驗35-36
• 3.1.4 不同材料對Pb~(2+)去除實驗36
• 3.2 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)的實驗結果和討論36-40
• 3.2.1 不同pH值對Pb~(2+)去除的影響36-37
• 3.2.2 不同投加量對Pb~(2+)去除的影響37-39
• 3.2.3 不同濃度對Pb~(2+)去除的影響39-40
• 3.2.4 不同材料對Pb~(2+)去除的影響40
• 3.3 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)的動力學分析40-46
• 3.3.1 不同pH值對Pb~(2+)反應速率的影響41-43
• 3.3.2 不同投加量對Pb~(2+)反應速率的影響43-44
• 3.3.3 不同初始濃度對Pb~(2+)反應速率的影響44-45
• 3.3.4 不同材料對Pb~(2+)反應速率的影響45-46
• 3.4 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)的機理分析46-53
• 3.4.1 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)后溶液鐵離子釋放量變化47-49
• 3.4.2 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)后溶液pH值變化49-50
• 3.4.3 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)后的掃描電鏡分析50-52
• 3.4.4 ZSM-5負載納米零價鐵去除Pb~(2+)后的X-射線光電子能譜(XPS)分析52-53
• 3.5 本章小結53-56
• 第四章 球磨ZSM-5負載鐵粉對Pb~(2+)的去除實驗56-68
• 4.1 球磨ZSM-5負載鐵粉對Pb~(2+)影響因素分析56-58
• 4.1.1 不同pH值對Pb~(2+)去除實驗56
• 4.1.2 不同投加量對Pb~(2+)去除實驗56-57
• 4.1.3 不同濃度對Pb~(2+)去除實驗57
• 4.1.4 不同材料對Pb~(2+)去除實驗57-58
• 4.2 球磨ZSM-5負載鐵粉去除Pb~(2+)的實驗結果和討論58-61
• 4.2.1 不同pH值對Pb~(2+)去除的影響58-59
• 4.2.2 不同投加量對Pb~(2+)去除的影響59-60
• 4.2.3 不同初始濃度對Pb~(2+)去除的影響60-61
• 4.2.4 不同材料對Pb~(2+)去除的影響61
• 4.3 球磨ZSM-5 鐵粉去除Pb~(2+)的反應動力學分析61-66
• 4.3.1 不同pH值對Pb~(2+)反應速率的影響62-63
• 4.3.2 不同投加量對Pb~(2+)反應速率的影響63-64
• 4.3.3 不同濃度對Pb~(2+)反應速率的影響64-65
• 4.3.4 不同材料對Pb~(2+)反應速率的影響65-66
• 4.4 不同方法制備的材料去除Pb~(2+)分析66-67
• 4.5 本章小結67-68
• 第五章 結論與建議68-70
• 5.1 結論68-69
• 5.2 建議69-70
• 參考文獻70-77
• 致謝77-78

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