如何高效環(huán)保處理水體中的砷鎘污染問題一直都是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文針對當(dāng)前水環(huán)境中砷鎘污染嚴(yán)峻和迫切的現(xiàn)狀,結(jié)合廣泛關(guān)注的吸附法技術(shù),制備了與砷親和力強(qiáng)的新型鐵錳材料,并進(jìn)行深入研究。主要工作包括優(yōu)化了鐵錳材料（Fe-Mn Binary Oxides,FMBO）的合成工藝,利用了淀粉（starch）、明膠（gelatin）和羧甲基纖維素鈉（CMC）制備了三種穩(wěn)定化的吸附材料,starch-FMBO、gelatin-FMBO和CMC-FMBO,并擇優(yōu)選取了starch-FMBO材料,對其吸附機(jī)理和環(huán)境影響因素進(jìn)行深入研究。最后,為了使starch-FMBO能在更加復(fù)雜的溶液環(huán)境中有較好的吸附性能,本文考慮了砷鎘共存的復(fù)合污染環(huán)境,對starch-FMBO（SFMBO）進(jìn)行表面改性得到Ca-SFMBO。采用優(yōu)化的合成工藝（Fe/Mn比例為1.00-2.00,合成pH值為2.0）合成了一種新型的鐵錳氧化物的starch-FMBO。淀粉作為合成穩(wěn)定劑,在控制顆粒大小方面起了很大的作用;由于其比表面積大、結(jié)構(gòu)疏松,starch-FMBO與FMBO比較,除砷效率提高了150%,對As（III）的吸... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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水體中砷的種類分布[39]

第一章緒論5的水體造成了嚴(yán)重地生態(tài)污染。在湖南省西部的一個(gè)汞尾礦附近，有研究發(fā)現(xiàn)其沉積物中的鎘污染到了周圍水體，影響了附近居民的飲用水安全，并且附近的水稻因灌溉水鎘超標(biāo)的緣故亦測出含高濃度鎘[45]。這兩種元素的毒性在污染農(nóng)作物和飲用水時(shí)會造成嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。據(jù)報(bào)道，當(dāng)人們居住在冶煉廠附近時(shí)，As和Cd的身體負(fù)擔(dān)會增加[12]。北方地區(qū)如沈陽張士和蘭州白銀的農(nóng)田污染主要是長期使用含砷鎘超標(biāo)的灌溉水進(jìn)行灌溉所造成的；南方地區(qū)如江西和湖南等地因礦山的開采導(dǎo)致周邊土壤及水源的污染[46]。圖1.2[47]為我國糙米中重金屬含量分布圖，這是砷、鎘經(jīng)過水環(huán)境等一系列途徑遷移，在生物體中積累不斷積累的結(jié)果之一�？梢娢覈�、鎘污染情況較嚴(yán)重且區(qū)域廣，其中許多區(qū)域?yàn)樯�、鎘污染共存。圖1.2我國糙米中重金屬含量分布圖[47]Fig.1.2DistributionofheavymetalcontentinbrownriceinChina1.2水體中砷和鎘處理技術(shù)現(xiàn)狀因?yàn)樗w砷鎘污染會給人類的生活以及健康帶來巨大的危害，所以必須對被污染的水體進(jìn)行有效的處理，從而來降低污染所帶來的一系列后果。目前常見且比較成熟應(yīng)用在工業(yè)上的除砷和鎘的方法，主要有以下幾種，分別為混凝法、化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法等。1.2.1混凝法混凝法是目前在工業(yè)上和飲用水處理中是應(yīng)用較為廣泛的一種方法，它具有易于操作、去除效率較高等優(yōu)點(diǎn)�；炷ǖ幕驹硎峭ㄟ^加入混凝劑，利用混凝劑的吸附作用將As或Cd吸附，然后轉(zhuǎn)化為沉淀，通過過濾的方式除去，達(dá)到除去As和Cd的目的。在混凝法中，使用較多的混凝劑有鐵鹽類[48]，諸如FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3，鋁鹽類[49]的如Al2(SO4)3、AlCl3等，除此之外還有硅酸鹽、

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文12Mishra[88]等將FeCl3·6H2O、FeSO4·7H2O和多壁碳納米管為原料，得到了Fe3O4-MWNTs黑色沉淀物。Luo[89]等在氧化石墨烯還原的同時(shí)負(fù)載了Fe3O4，隨后負(fù)載MnO2，得到Fe3O4-RGO-MnO2納米材料，具體步驟如圖1.4。圖1.4兩步共沉淀法制備Fe3O4-RGO-MnO2納米復(fù)合材料[89]Fig.1.4PreparationofFe3O4-RGO-MnO2nanocompositesbytwo-stepco-precipitationreaction金屬有機(jī)框架（MOF）也被研究者作為載體，MOF的高孔隙度、框架靈活性和半導(dǎo)體特性使其具有一定的吸附離子能力。ShuliangHou等[90]在室溫下合成了鐵基MOF（MIL-88B），并在As的吸附實(shí)驗(yàn)中顯示低劑量的吸附劑具有較高的吸附能力。王儒堂[91]利用具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的太西無煙煤基活性炭，經(jīng)過一系列工序在其表面和孔內(nèi)形成γ-Al2O3薄層，復(fù)合活性炭平均孔徑為1.012nm，比表面積為1294m2/g，有效孔容為1.10ml/g，該復(fù)合材料能有效處理含砷廢水。二氧化鈦在紫外光的作用下能將As(III)氧化成As(V)，具體機(jī)制如圖1.5[92]。圖1.5As(III)在二氧化鈦上的光催化氧化途徑[92]Fig.1.5ThephotocatalyticoxidationpathwayofAs(III)ontitaniumdioxide利用二氧化鈦的光催化性能，可以將其負(fù)載到活性吸附材料，使對水體砷的吸附效率大大提高。Yao等[93]人將二氧化鈦負(fù)載到活性碳纖維上來進(jìn)行As(III)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[2]鐵錳氧化物/介孔氧化硅復(fù)合材料對水中砷的吸附性能及機(jī)理研究[D]. 周曉馨.浙江大學(xué) 2018
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[6]滇池浮游細(xì)菌的時(shí)空分布及優(yōu)勢菌對鉛、鎘的吸附效果[D]. 張艷麗.云南大學(xué) 2012
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本文編號：3090702