近年來,隨著全球工業(yè)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步,水體污染問題日益嚴重,其中重金屬污染問題尤為突出。吸附法是一種成本低廉,應用廣泛的重金屬治理方法。其中生物炭作為一種新型的吸附劑具有安全、無污染、原料廣泛的特點,使其在治理水體重金屬污染問題上有著廣闊的發(fā)展前景�，F(xiàn)階段生物炭研究主要集中在單組分體系重金屬離子去除,而在實際廢水中成分復雜,包含多種重金屬及其他污染物,因此如何獲得具有高選擇性的生物炭,是目前研究的主要方向。本研究采用浸漬-熱解法制備MgO負載生物炭,通過對生物炭吸附等溫特性、吸附動力學、抗酸能力、抗干擾能力和動態(tài)吸附等性能進行探究,根據(jù)實驗以及表征結(jié)果對其吸附機理進行了分析,采用Comsol Multiphysics軟件對動態(tài)吸附進行模擬評價。主要研究結(jié)果如下:以木糖渣為生物質(zhì)原料,制備基底生物炭AM-400,采用浸漬-熱解法制備MgO負載木糖渣生物炭（MgO-ABC）。MgO-ABC的Pb（II）吸附量高達880.1mg/g,對Cd（II）的吸附量為425.3 mg/g。Pb（II）和Cd（II）吸附與Langmuir吸附等溫模型擬合程度更高,MgO-ABC對Pb（II）與Cd... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及目的和意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 生物炭及其改性方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 生物炭對重金屬離子吸附
        1.2.3 生物炭研究現(xiàn)狀簡析
    1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究路線
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗的化學試劑與儀器
    2.2 原始生物炭制備
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 生物質(zhì)成分分析
        2.3.2 熱重分析
        2.3.3 掃描電子顯微鏡
        2.3.4 氮氣吸附脫附測試
        2.3.5 X射線衍射分析
        2.3.6 傅里葉變換紅外光譜儀
        2.3.7 電感耦合等離子發(fā)射光譜儀
    2.4 生物炭的吸附性能測試
        2.4.1 靜態(tài)吸附性能測試
        2.4.2 動態(tài)吸附
第3章 生物炭單組分體系吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 生物炭原料的特征分析
        3.2.1 成分及形貌分析
        3.2.2 熱重分析
    3.3 改性生物炭的制備及其吸附性能研究
        3.3.1 MgO負載生物炭的制備
        3.3.2 改性生物炭的吸附性能
    3.4 MgO-ABC的 Pb(Ⅱ)吸附特性
        3.4.1 MgO-ABC的等溫吸附特性
        3.4.2 MgO-ABC的吸附動力學
        3.4.3 初始pH值對MgO-ABC吸附量的影響
        3.4.4 CO_2對MgO-ABC吸附量的影響
    3.5 MgO-ABC的 Cd(Ⅱ)吸附特性
        3.5.1 MgO-ABC的等溫吸附特性
        3.5.2 MgO-ABC的吸附動力學
        3.5.3 初始pH值對MgO-ABC吸附量的影響
    3.6 吸附重金屬后MgO-ABC表征
        3.6.1 MgO-ABC的比表面積分析
        3.6.2 吸附重金屬后MgO-ABC表面分析
        3.6.3 表面官能團分析
        3.6.4 晶體結(jié)構(gòu)分析
        3.6.5 化學鍵分析
        3.6.6 機理分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 生物炭雙組分體系吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 分配系數(shù)
    4.3 Pb、Cd雙組分體系
        4.3.1 Cd(Ⅱ)濃度對Pb(Ⅱ)吸附效果的影響
        4.3.2 初始p H對 Pb(Ⅱ)吸附效果的影響
    4.4 Pb、Cu雙組分體系
    4.5 雙組份體系吸附機理分析
        4.5.1 表面形貌分析
        4.5.2 化學鍵分析
        4.5.3 官能團分析
        4.5.4 雙組分體系吸附機理
    4.6 本章小結(jié)
第5章 生物炭動態(tài)吸附性能研究
    5.1 引言
    5.2 反應器設(shè)計
    5.3 吸附模型的建立
        5.3.1 幾何模型構(gòu)建
        5.3.2 物理場和研究類型的選擇
        5.3.3 邊界條件的設(shè)定
    5.4 不同床層高度對吸附Pb(Ⅱ)性能影響
    5.5 不同進水流速對吸附Pb(Ⅱ)性能影響
    5.6 不同進水濃度對吸附Pb(Ⅱ)性能影響
    5.7 三維模型運行
    5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]玉米芯生物炭對水中活性艷藍的吸附特性[J]. 王麗敏,魏薇,王紅,袁紅梅.  糧食與油脂. 2019(06)
[2]改性生物炭對廢水中重金屬的吸附[J]. 李仕友,胡忠清,陳琴,張增煒,劉金香.  工業(yè)水處理. 2018(07)
[3]功能化碳質(zhì)材料的制備及其對水中重金屬的去除[J]. 劉榆,傅瑞琪,樓子墨,方文哲,王卓行,徐新華.  化學進展. 2015(11)
[4]甲基丙烯酸接枝改性玉米芯對Cd2+的吸附及機理[J]. 林海,徐錦模,董穎博,王亮,周義華,徐衛(wèi)娟.  化工學報. 2015(11)
[5]生物炭吸附重金屬的研究進展[J]. 林雪原,荊延德,鞏晨,何振立.  環(huán)境污染與防治. 2014(05)
[6]生物炭對廢水中重金屬吸附研究進展[J]. 蔣艷艷,胡孝明,金衛(wèi)斌.  湖北農(nóng)業(yè)科學. 2013(13)
[7]水稻秸稈生物炭對Pb（Ⅱ）的吸附特性[J]. 安增莉,侯艷偉,蔡超,薛秀玲.  環(huán)境化學. 2011(11)
[8]活性炭吸附脫硫固定床反應器研究[J]. 侯璐達,王桂紅,董銳鋒,李云,張早校.  化學工程. 2010(10)
[9]重金屬廢水處理技術(shù)研究進展[J]. 鄒照華,何素芳,韓彩蕓,張六一,羅永明.  水處理技術(shù). 2010(06)
[10]基于COMSOL Multiphysic的煤層甲烷擬穩(wěn)態(tài)吸附—運移數(shù)值模擬[J]. 狄軍貞,劉建軍.  武漢工業(yè)學院學報. 2007(03)

碩士論文
[1]GAC和AC-S對廢水中重金屬Pb2+吸附行為的模擬與研究[D]. 張藝馨.昆明理工大學 2018



本文編號：3633832