發(fā)布時(shí)間：2017-04-28 18:16

  本文關(guān)鍵詞：鐵錳復(fù)合氧化物的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著重工業(yè)、輕工業(yè)的迅猛發(fā)展，工業(yè)廢水的污染嚴(yán)重威脅著人類的身體健康，更甚者破壞了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生化法在處理工業(yè)廢水時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次污染。因此，尋求一種低成本、高效經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化處理技術(shù)是當(dāng)今環(huán)境問題急于攻克的難題。本論文利用氧化還原沉淀法，將高錳酸鉀和硫酸亞鐵混合，通過恒溫加熱、沉淀、離心、干燥、煅燒等先進(jìn)手段合成了鐵錳復(fù)合氧化物（FeMnO），并對FeMnO的比面積、粒徑分布、結(jié)構(gòu)形貌、化學(xué)機(jī)構(gòu)等特性進(jìn)行了表征，以便探討其吸附機(jī)理。 對FeMnO進(jìn)行表征的結(jié)果表明：顆粒物具有較大的比面積和較高的自由能，這種特性決定了FeMnO具有良好的吸附性能；顆粒呈準(zhǔn)球形、排列無規(guī)則、粒徑小，自然團(tuán)聚的現(xiàn)象體現(xiàn)了自身的吸附性質(zhì)；其零點(diǎn)電荷在pH=8，在弱堿的條件下，F(xiàn)eMnO表面仍然帶有正電荷，這可以增強(qiáng)FeMnO的吸附效果；FeMnO擁有很寬的吸收帶，證明了產(chǎn)物中不僅含有MnO2、Fe(OH)3、或可能含有鐵氧化物，充分說明了FeMnO具有很強(qiáng)的吸附性能。 通過對FeMnO處理剛果紅模擬廢水的研究，結(jié)果表明：FeMnO只有在適宜的pH范圍內(nèi)，才能發(fā)揮其良好的吸附性質(zhì)；增加吸附劑的投加量，一定條件下可以增強(qiáng)吸附劑的吸附效果，但是如果過量，則可能會(huì)抑制吸附性能；隨著吸附時(shí)間的增加，當(dāng)達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附量不再變化；FeMnO可以在較寬的溫度的范圍內(nèi)吸附剛果紅模擬廢水；隨著剛果紅初始質(zhì)量濃度的繼續(xù)增加，其脫色率的變化不大，原因可能為吸附劑的吸附量已經(jīng)飽和；氯離子對FeMnO吸附剛果紅的吸附效果基本沒有影響；而硫酸根離子存在時(shí)，F(xiàn)eMnO對剛果紅的吸附效果發(fā)生了巨大的變化，可見硫酸根離子對FeMnO吸附剛果紅有很強(qiáng)的抑制作用。通過利用Langmuir和Freundlich兩種吸附等溫線來對吸附剛果紅模擬廢水的過程進(jìn)行擬合，結(jié)果表明：Langmuir吸附等溫線符合吸附剛果紅模擬廢水的過程。實(shí)驗(yàn)利用Lagergren準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)、Elovich模型來對吸附剛果紅模擬廢水的過程進(jìn)行擬合，結(jié)果表明：準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)模型的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9909，能夠很好的說明吸附剛果紅模擬廢水的過程。 通過對FeMnO處理含鎘廢水的研究，結(jié)果表明：當(dāng)pH=8時(shí)，吸附率達(dá)到最大，并且，只有在適宜的pH情況下，吸附效果才會(huì)最佳；溫度對于FeMnO吸附含鎘廢水有一定的影響，其原因在于與其吸附過程的熱效應(yīng)有關(guān)，吸熱過程則升高溫度有利于吸附，放熱過程則降低溫度有利于吸附；隨著吸附時(shí)間的延長，當(dāng)吸附位達(dá)到飽和時(shí)，吸附量將不在變化，此時(shí)吸附達(dá)到平衡；適當(dāng)?shù)奈絼┯昧靠梢栽鰪?qiáng)FeMnO的吸附效果。通過對FeMnO處理含鎘廢水的吸附過程進(jìn)行吸附等溫線和動(dòng)力學(xué)模型的擬合，結(jié)果表明：Freundlich吸附等溫線符合處理含鎘廢水的吸附過程；準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.99977，能夠很好的說明吸附過程。 本文通過對FeMnO處理膠粘劑廢水的試探性研究，結(jié)果表明：pH對吸附過程有著重要的影響，當(dāng)pH大于8時(shí)，，鐵錳復(fù)合氧化物的吸附率開始下降，這是因?yàn)槿芤褐械膒H8時(shí)，溶液中含有大量的H+，F(xiàn)e3+吸附在膠粘劑表面上，加速了絮凝物的聚沉；當(dāng)溶液的pH值超過8時(shí)，由于超高的堿度破壞了Fe(OH)3膠體的穩(wěn)定性，形成了Fe(OH)3沉淀，從而降低了膠粘劑廢水的吸附率；FeMnO處理膠粘劑廢水的最佳時(shí)間為5h；吸附劑投加量對吸附效果的影響主要是因?yàn)殍F錳復(fù)合氧化物中含有氫氧化鐵膠體，它對吸附效果起著至關(guān)重要的作用。 本文以制備的FeMnO處理剛果紅模擬廢水、含鎘廢水、膠粘劑廢水，探討了pH、溫度、吸附時(shí)間、吸附劑用量、初始濃度等因素對吸附效果的影響情況，并且利用吸附等溫線和動(dòng)力學(xué)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，深入探討其吸附機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：鐵錳復(fù)合氧化物 吸附機(jī)理 剛果紅 鎘 膠粘劑
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O647.33;X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 引言12-22
• 1.1 水污染的現(xiàn)狀概況12-13
• 1.2 廢水的處理方法13-17
• 1.2.1 物理化學(xué)方法13-17
• 1.2.2 生化法17
• 1.3 鐵錳氧化物處理廢水的研究進(jìn)展17-19
• 1.3.1 鐵氧化物和錳氧化物吸附廢水的機(jī)理研究17-18
• 1.3.2 鐵氧化物對廢水的吸附研究進(jìn)展18
• 1.3.3 錳氧化物對廢水的吸附研究進(jìn)展18-19
• 1.4 課題研究的目的、意義及內(nèi)容19-22
• 1.4.1 選題意義19-20
• 1.4.2 研究內(nèi)容20-22
• 第二章 鐵錳復(fù)合氧化物的制備和表征22-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分22-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器22-23
• 2.2 樣品的分析與表征23-24
• 2.2.1 樣品的分析23
• 2.2.2 樣品的表征23-24
• 2.3 鐵錳復(fù)合氧化物的制備24
• 2.4 鐵錳復(fù)合氧化物的表征分析24-29
• 2.4.1 鐵錳復(fù)合氧化物的比表面積分析25-26
• 2.4.2 鐵錳復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)形貌分析26-27
• 2.4.3 鐵錳復(fù)合氧化物的電荷特性分析27-28
• 2.4.4 鐵錳復(fù)合氧化物的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 鐵錳復(fù)合氧化物吸附剛果紅模擬廢水的研究31-54
• 3.1 引言31
• 3.2 剛果紅的概況31-33
• 3.2.1 剛果紅的性質(zhì)31-32
• 3.2.2 剛果紅染料廢水的吸附研究32-33
• 3.3 剛果紅標(biāo)準(zhǔn)曲線33-34
• 3.4 鐵錳復(fù)合氧化物吸附剛果紅的結(jié)果與討論34-43
• 3.4.1 pH 值對吸附效果的影響35-36
• 3.4.2 吸附劑用量對吸附效果的影響36-38
• 3.4.3 吸附時(shí)間對吸附效果的影響38-39
• 3.4.4 溫度對吸附效果的影響39-40
• 3.4.5 剛果紅的初始濃度對吸附效果的影響40-41
• 3.4.6 硫酸根離子和氯離子對吸附效果的影響41-43
• 3.5 鐵錳復(fù)合氧化物對剛果紅模擬廢水的吸附機(jī)理研究43-53
• 3.5.1 吸附實(shí)驗(yàn)43
• 3.5.2 鐵錳復(fù)合氧化物吸附剛果紅的吸附等溫線43-47
• 3.5.3 鐵錳復(fù)合氧化物吸附剛果紅廢水的動(dòng)力學(xué)研究47-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第四章 鐵錳復(fù)合氧化物處理含鎘廢水的研究54-66
• 4.1 引言54
• 4.2 含鎘廢水的配制54-55
• 4.3 鐵錳復(fù)合氧化物吸附含鎘廢水的性能研究55-60
• 4.3.1 pH 值對吸附效果的影響55-57
• 4.3.2 吸附溫度對吸附效果的影響57-58
• 4.3.3 吸附時(shí)間對吸附效果的影響58-59
• 4.3.4 吸附劑投加量對吸附效果的影響59-60
• 4.4 鐵錳復(fù)合氧化物處理含鎘廢水的吸附機(jī)理探討60-64
• 4.4.1 鐵錳復(fù)合氧化物吸附含鎘廢水的吸附等溫線60-62
• 4.4.2 鐵錳復(fù)合氧化物處理含鎘廢水的動(dòng)力學(xué)研究62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第五章 鐵錳復(fù)合氧化物處理膠粘劑廢水的研究66-71
• 5.1 引言66
• 5.2 鐵錳復(fù)合氧化物處理膠粘劑廢水的性能研究66-69
• 5.2.1 pH 對膠粘劑吸附效果的影響66-67
• 5.2.2 吸附時(shí)間對膠粘劑吸附效果的影響67-68
• 5.2.3 吸附劑投加量對膠粘劑吸附效果的影響68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-74
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-85
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文85-86
• 致謝86-87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：鐵錳復(fù)合氧化物的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：333333