鉻主要是以Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）形式存在,其中Cr（Ⅵ）具有劇毒性、難以被生物降解且易發(fā)生食物鏈富集。含鉻廢水若處理不當,會給環(huán)境系統(tǒng)和人體健康帶來不良影響。由于操作簡單、成本低和效率高,吸附法被認為是處理廢水中Cr（Ⅵ）的首選方法。玉米秸稈經(jīng)熱解得到的生物炭是一種很好的吸附材料,其優(yōu)點為結(jié)構(gòu)疏松多孔、含氧官能團豐富、成本低和適應性廣等。但是,生物炭吸附水中Cr（Ⅵ）的效果受自身理化性質(zhì)及表面特性等因素的影響。因此,可借助改性技術(shù)優(yōu)化生物炭的理化性質(zhì)和表面特性,以提高其對水中Cr（Ⅵ）的吸附效果。本文在綜述含鉻廢水的治理現(xiàn)狀和生物炭的性質(zhì)、改性修飾技術(shù)及其處理廢水中Cr（Ⅵ）的基礎(chǔ)上,主要做了以下研究:1、利用鐵錳氧化物修飾生物炭,制備了鐵錳氧化物-生物炭復合材料（F1M3BC400）。其制備條件通過單因素實驗優(yōu)化為:改性劑的鐵錳質(zhì)量配比m（Fe）:m（Mn）=1:3,熱解溫度為400℃。2、對比未改性生物炭（BC400）與改性生物炭（F1M3BC400）的吸附性能,當T=30℃,Cr（Ⅵ）初始濃度為800 mg·L^-1,初始p H=2,投加量=2 g·L

【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究路線圖

第二章鐵錳氧化物-生物炭復合材料的制備及表征17將上述干燥樣品裝進瓷舟，置于N2保護的管式電爐中（N2流速60mL·min-1），升溫速率為5℃·min-1，由室溫升溫至400℃，并在該溫度下熱解2h；此后，在N2保護下冷卻至室溫，將樣品取出再裝進棕色瓶中備用。將樣品依次標記為F3M0BC、F1M3BC、F2M3BC、F3M3BC、F4M3BC和F0M3BC。在同樣條件下熱解制備的未改性生物炭用BC表示。用上述不同的鐵錳氧化物-生物炭復合材料對100mg·L-1的Cr(VI)溶液進行吸附實驗（材料投加量2g·L-1，pH＝2.0，T＝30℃），比較不同材料對水中Cr(VI)的吸附效果，結(jié)果如圖2-1所示。圖2-1不同鐵錳比例改性生物炭對Cr(VI)的去除率Fig.2-1RemovalrateofCr(VI)bybiocharmodifiedwithdifferentFe/Mnratios由圖可知，當鐵錳質(zhì)量比為1:3時，改性生物炭（F1M3BC400）對模擬廢水溶液中Cr(VI)的去除率最高（91.79%），而未改性生物炭（BC）對模擬廢水溶液中Cr(VI)的去除率為32.17%，改性后其去除率提高了59.62%。因此本研究中制備鐵錳氧化物-生物炭復合材料的改性劑鐵錳質(zhì)量配比優(yōu)選為m(Fe):m(Mn)=1:3。2、熱解溫度的篩選優(yōu)化在改性劑鐵錳質(zhì)量配比優(yōu)化為m(Fe):m(Mn)=1:3的基礎(chǔ)上，將100mL的0.05mol·L-1的FeCl3溶液和100mL的0.15mol·L-1的KMnO4溶液與5g已處理好的玉米秸稈粉超聲30min進行混合后浸泡12h，再把浸泡后的玉米秸稈粉水洗至中性，在65℃下干燥12h。將上述干燥樣品裝進瓷舟，置于N2保護的管式電爐中（N2流速60mL·min-1），升溫速率為5℃·min-1，由室溫分別升溫至300、

廣東工業(yè)大學碩士學位論文18400和500℃，并在該溫度下熱解2h；此后，在N2保護下冷卻至室溫，將樣品取出再裝進棕色瓶中備用。將上述改性后的樣品分別標記為F1M3BC300、F1M3BC400和F1M3BC500，在對應熱解溫度條件下得到的未改性樣品材料依次記為BC300、BC400和BC500。用上述6種不同材料處理模擬水溶液中的Cr(VI)（材料投加量2g·L-1，溶液初始時Cr(VI)濃度25~800mg·L-1，pH＝2.0，T＝30℃），并比較該6種材料去除模擬水溶液中Cr(VI)的效果，比較結(jié)果如圖2-2。圖2-2不同熱解溫度下的改性前后生物炭對Cr(VI)去除效果Fig.2-2RemovalofCr(VI)bybiocharbeforeandaftermodificationatdifferentpyrolysistemperatures由圖可知，當模擬廢水中初始的Cr(VI)濃度越來越高時，生物炭材料吸附Cr(VI)的量變得越來越大。不同熱解溫度下的未改性材料對模擬廢水中Cr(VI)的吸附量差別不大，但熱解溫度為400℃時得到的改性生物炭（F1M3BC400）對模擬廢水中Cr(VI)的去除效果明顯比其他兩個熱解溫度下制備的更好。F1M3BC400對模擬廢水中Cr(VI)的吸附量可達12.43~118.03mg·g-1，約為BC400對模擬廢水中Cr(VI)的吸附量（11.97~59.23mg·g-1）的兩倍。因此本研究中制備鐵錳氧化物-生物炭復合材料的熱解溫度優(yōu)選為400℃。3、鐵錳氧化物-生物炭復合材料的制備稱取0.8110gFeCl3粉末用去離子水溶解，配制0.05mol·L-1的FeCl3溶液100mL；稱取2.3705gKMnO4固體顆粒用去離子水溶解，配制0.15mol·L-1的KMnO4


本文編號：3272497