發(fā)布時間：2020-06-03 17:50

【摘要】：隨著工農業(yè)的快速發(fā)展,重金屬污染問題越來越嚴重。解決重金屬污染的主要方法有沉淀法、離子交換法、電解法、樹脂法,但是普遍存在成本高、不能大面積使用、易造成二次污染等問題,限制了其大規(guī)�；褂�。生物炭價格低廉、來源廣泛、制備工藝簡單、環(huán)境污染少,且具有豐富的官能團、孔隙結構和較大的比表面積等特征,在重金屬污染治理方面表現(xiàn)出良好的效果,受到研究者的普遍關注。本論文以南荻為原材料制備生物炭,并以此為研究對象,采取Fe~(2+)和Fe~(3+)混合溶液、NH_4Cl溶液為改性方法,制備了Fe改性生物炭、NH_4Cl改性生物炭和Fe-NH_4Cl雙官能化生物炭,考察了不同種類生物炭對Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)單離子溶液、雙離子混合溶液、三離子混合溶液中研究其吸附性能,為生物炭在吸附應用方面奠定了理論基礎。主要研究內容如下:1.以南荻秸稈為原料制備不同溫度的生物炭,并采用Fe~(2+)和Fe~(3+)混合溶液對生物炭進行修飾,然后使用NH_4Cl改性,制備出Fe-NH_4Cl改性的雙官能化生物炭,對不同種類生物炭進行表征,結果表明:原生物炭隨著裂解溫度的升高比表面積增大,400oC為8.7 m~2/g,600oC為230 m~2/g;改性生物炭的比表面積增大,Fe改性600oC生物炭的比表面積為307 m~2/g,NH_4Cl改性為337 m~2/g,雙官能化改性生物炭為279m~2/g,其改性生物炭的比表面面積均大于未改性生物炭,表明改性可以增加生物炭的比表面積。2.單離子吸附實驗表明,不同生物炭種類對Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附效果不同,分析結果表明:生物炭投加量為2.0 g/L、吸附溫度為30oC、吸附360 min,600oC生物炭的對Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附量分別為13 mg/g、2 mg/g、2.5 mg/g優(yōu)于400oC生物炭的吸附效果,分別為2 mg/g、1.5 mg/g、0.3 mg/g;在生物炭投加量為2.0 g/L、吸附溫度為30oC、吸附360 min的條件下,在溫度為600oC雙官能化生物炭對Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附量為24 mg/g,9.5 mg/g,9.4 mg/g,雙官能化生物炭的吸附效果比單官能化和未改性生物炭的有優(yōu)勢;并對雙官能化生物炭進行不同因素探究,結果表明,不同生物炭用量對重金屬的吸附效果為,吸附用量為1.4 g/L,對Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附量為35 mg/g,12 mg/g,11 mg/g;pH=5時雙官能化生物炭對Cu~(2+)的吸附量為14 mg/g,pH=7時雙官能化生物炭對Pb~(2+)的吸附量為35 mg/g,pH=7時雙官能化生物炭對Cd~(2+)的吸附量為14 mg/g;溶液濃度為200 mg/L時雙官能化生物炭對Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附量為62 mg/g,33 mg/g,Cu~(2+)溶液濃度為100 mg/L時生物炭吸附量為33mg/g。3.多離子競爭吸附實驗表明,在溶液初始濃度為100 mg/L,生物炭投加量為1.4g/L,吸附溫度為30oC,pH=5吸附22h的條件下,雙官能化生物炭對混合離子的吸附效果為:Pb~(2+)和Cu~(2+)混合溶液中,吸附量分別為32.0 mg/g,13 mg/g;Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液中,吸附量分別為60 mg/g,19.02 mg/g;Cd~(2+)和Cu~(2+)混合溶液中,吸附量分別為20.0 mg/g,24.5 mg/g;在Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)混合溶液中,吸附量分別為35.0 mg/g、7.5 mg/g、23 mg/g。結果表明,Pb~(2+)對Cd~(2+)、Cu~(2+)有一定的抑制作用,而溶液中Cd~(2+)對Cu~(2+)有促進作用。
【學位授予單位】：湖南農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK6

【參考文獻】

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本文編號：2695177