水體重金屬鉻污染已成為全世界亟待解決的環(huán)境問題。目前對(duì)含鉻廢水治理包括吸附法、離子交換法、沉淀法、反滲透法等,吸附法和其他方法相比操作簡(jiǎn)單,環(huán)保且成本低,近年來受到了廣泛關(guān)注。生物炭具有獨(dú)特的表面化學(xué)性質(zhì)和豐富的孔結(jié)構(gòu),且制備成本低廉,是用來去除水體中重金屬污染物的有效吸附劑。但是生物炭粉末顆粒較細(xì),很難從水溶液中快速分離出來。本研究選用廢棄的小麥秸稈作為原料,分別用Fe₃O₄、FeCl₃、FeCl₃/FeSO₄和FeSO₄進(jìn)行改性,制備易于分離的磁性生物炭(MBC1、MBC2、MBC3、MBC4),并研究了磁性生物炭對(duì)水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能及作用機(jī)理。X射線衍射(XRD)、紅外光譜(FTIR)和X射線光電子能譜分析(XPS)表征分析結(jié)果顯示,磁性生物炭表面具有Fe-O基團(tuán),其中MBC1上成功負(fù)載了Fe₃O₄,MBC2中鐵的存在形式為γ-Fe₂O₃,MBC3和MB...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 含鉻廢水及其處理方法
        1.1.1 含鉻廢水的來源
        1.1.2 含鉻廢水的危害
        1.1.3 含鉻廢水的處理方法
    1.2 生物炭在重金屬吸附中的研究
        1.2.1 生物炭的來源和性質(zhì)
        1.2.2 生物炭的制備和改性
        1.2.3 生物炭的應(yīng)用
        1.2.4 生物炭吸附重金屬的機(jī)理
        1.2.5 生物炭吸附的影響因素
    1.3 本課題研究意義及內(nèi)容
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 研究方法
    2.1 儀器與試劑
    2.2 磁性生物炭的制備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原材料預(yù)處理
        2.2.2 Fe₃O₄改性制備磁性生物炭
        2.2.3 FeC_l3改性制備磁性生物炭
        2.2.4 FeCl₃/FeSO₄ 改性制備磁性生物炭
        2.2.5 FeSO₄改性制備磁性生物炭
    2.3 吸附實(shí)驗(yàn)
    2.4 表征方法
        2.4.1 熱重分析
        2.4.2 比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)定
        2.4.3 紅外光譜分析(FTIR)
        2.4.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.4.5 X射線衍射(XRD)
        2.4.6 磁性表征(VSM)
    2.5 吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析方法
        2.5.1 等溫吸附模型
        2.5.2 吸附動(dòng)力學(xué)模型
        2.5.3 熱力學(xué)方程
    2.6 響應(yīng)面試驗(yàn)
        2.6.1 響應(yīng)面試驗(yàn)原理
        2.6.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
第3章 磁性生物炭的表征
    3.1 小麥秸稈的熱重分析
    3.2 生物炭的表征
        3.2.1 比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)定
        3.2.2 紅外光譜分析(FTIR)
        3.2.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.2.4 X射線衍射(XRD)
        3.2.5 磁性表征(VSM)
第4章 磁性生物炭對(duì)Cr(Ⅵ)吸附的工藝條件
    4.1 不同因素對(duì)吸附性能的影響
        4.1.1 溶液pH的影響
        4.1.2 振蕩速率的影響
        4.1.3 Cr(Ⅵ)初始濃度的影響
        4.1.4 吸附時(shí)間的影響
        4.1.5 溫度的影響
        4.1.6 溶液背景離子強(qiáng)度的影響
    4.2 響應(yīng)面試驗(yàn)預(yù)測(cè)吸附的最佳工藝條件
        4.2.1 試驗(yàn)因素的選取
        4.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.3 構(gòu)建模型及檢驗(yàn)
        4.2.4 響應(yīng)曲面和等高線圖
        4.2.5 模型求解及驗(yàn)證
第5章 磁性生物炭對(duì)Cr(Ⅵ)吸附機(jī)理研究
    5.1 吸附等溫線
    5.2 吸附動(dòng)力學(xué)
    5.3 吸附熱力學(xué)
    5.4 生物炭吸附Cr(Ⅵ)的機(jī)理研究
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 建議與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及申請(qǐng)的專利
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3870179