本文選題：多孔炭 + 魚(yú)鱗�。� 參考：《北京化工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：含鉻廢水毒性大,因此它的凈化成為目前研究的熱點(diǎn)。多孔炭材料由于具有大比表面積、多孔隙率和含有官能團(tuán)而成為含鉻廢水的優(yōu)良凈化劑。磁性炭材料可實(shí)現(xiàn)磁性分離,能有效地簡(jiǎn)化吸附后的分離過(guò)程,因此本文對(duì)魚(yú)鱗基磁性多孔炭材料的制備及其對(duì)含六價(jià)鉻水溶液的凈化作用進(jìn)行了研究。首先,采用魚(yú)鱗多孔炭作為還原劑和載體成功地制備了魚(yú)鱗基磁性多孔炭,用X射線衍射證明了所制備的魚(yú)鱗基磁性多孔炭由零價(jià)鐵和無(wú)定型炭組成,其中零價(jià)鐵為體心立方結(jié)構(gòu)晶體。用SEM、TEM和氮?dú)馕摳綄?shí)驗(yàn)表征了所制備材料的形貌和結(jié)構(gòu),并考察了材料載鐵量對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響。含鐵量為0.5 mmol時(shí),其最大飽和磁化強(qiáng)度可高達(dá)16.49 emu/g。其次,研究了魚(yú)鱗基磁性多孔炭材料對(duì)水溶液中六價(jià)鉻的凈化作用。探討了體系pH值、鉻的初始濃度和吸附時(shí)間對(duì)魚(yú)鱗基磁性多孔炭吸附六價(jià)鉻性能的影響,揭示了其影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,研究了其等溫吸附和動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)果表明,在較低pH值范圍,有利于魚(yú)鱗基磁性多孔炭對(duì)六價(jià)鉻的吸附,且應(yīng)用Langmuir和Freundlich等溫吸附模型均能較好地描述魚(yú)鱗多孔炭和魚(yú)鱗基磁性多孔炭對(duì)六價(jià)鉻的吸附行為。根據(jù)Langmuir等溫吸附模型,魚(yú)鱗基磁性多孔炭的最大吸附量可高達(dá)357.12mg/g,高于魚(yú)鱗多孔炭344.83 mg/g,且其吸附行為符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,這一結(jié)果未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。最后,對(duì)吸附劑的循環(huán)使用能力進(jìn)行了初探。研究表明,經(jīng)過(guò)三次吸附一脫附循環(huán)后,魚(yú)鱗基磁性多孔炭仍能保持初次吸附能力的88.5%,顯著高于魚(yú)鱗多孔炭的66.1%。并借助XPS對(duì)魚(yú)鱗基磁性多孔炭吸附六價(jià)鉻機(jī)理進(jìn)行了分析。這證明所制備的魚(yú)鱗基磁性多孔炭不僅具有高的吸附量且具有較大的飽和磁化強(qiáng)度,有利于吸附后吸附劑的回收,是一種極具潛力的新型水中六價(jià)鉻的吸附劑。
[Abstract]:Chromium-containing wastewater is highly toxic, so its purification has become a hot research topic.Porous carbon is an excellent purifying agent for wastewater containing chromium due to its large specific surface area, high porosity and functional groups.Magnetic separation of magnetic carbon materials can effectively simplify the separation process after adsorption. Therefore, the preparation of magnetic porous carbon materials based on fish scales and the purification of aqueous solution containing hexavalent chromium have been studied in this paper.Firstly, the magnetic porous carbon based on fish scale was successfully prepared by using fish scale porous carbon as reducing agent and carrier. The results of X-ray diffraction showed that the magnetic porous carbon based on fish scale was composed of zero valent iron and amorphous carbon.Among them, the zero-valent iron is a body-centered cubic crystal.The morphology and structure of the prepared materials were characterized by SEM TEM and nitrogen adsorption and desorption experiments.When the iron content is 0.5 mmol, the maximum saturation magnetization can reach 16.49 emu / g.Secondly, the purification of hexavalent chromium in aqueous solution by magnetic porous carbon based on fish scale was studied.The effects of pH value, initial concentration of chromium and adsorption time on the adsorption of hexavalent chromium by magnetic porous carbon based on fish scale were discussed.On this basis, the isothermal adsorption and kinetic models were studied.The results show that the adsorption of hexavalent chromium on fish scale based magnetic porous carbon is favorable in the range of lower pH, and the adsorption behavior of hexavalent chromium on fish scale porous carbon and fish scale magnetic porous carbon can be well described by using Langmuir and Freundlich isothermal adsorption models.According to the Langmuir isothermal adsorption model, the maximum adsorption capacity of fish scale based magnetic porous carbon can be as high as 357.12 mg / g, which is higher than that of fish scale porous carbon at 344.83 mg / g, and its adsorption behavior accords with the quasi-second-order kinetic model. This result has not been reported in literature.Finally, the recycling ability of adsorbent was studied.The results show that after three adsorption and desorption cycles, the primary adsorption capacity of fish scale based magnetic porous carbon is 88.5%, which is significantly higher than that of fish scale porous carbon (66.1%).The mechanism of adsorption of hexavalent chromium by magnetic porous carbon based on fish scale was analyzed by XPS.It is proved that the prepared magnetic porous carbon not only has high adsorption capacity and high saturation magnetization, but also is beneficial to the recovery of adsorbent after adsorption. It is a potential new adsorbent for hexavalent chromium in water.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ127.11;X703

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