本文關(guān)鍵詞：聚吡咯負(fù)載活性炭去除水中硝酸鹽的研究　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近年來,水體中硝酸鹽污染在全球范圍內(nèi)受到了廣泛關(guān)注。由于化肥的過量使用和工業(yè)廢水的不合理排放導(dǎo)致多個(gè)地區(qū)的地表水與地下水受到了嚴(yán)重的硝酸鹽污染。飲用水中硝酸鹽濃度過高會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。因此,為保護(hù)飲用水水源,研發(fā)能夠高效去除水中硝酸鹽的技術(shù)具有十分重要的意義。目前,生物反硝化法和電化學(xué)還原法是兩種比較常用的處理水中硝酸鹽的方法,但生物反硝化法需外加碳源且易受溫度等條件的限制;電化學(xué)還原法會(huì)產(chǎn)生氨氮且容易受溶液pH的影響。吸附法因其操作簡單、易于設(shè)計(jì)以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)更適用于水中硝酸鹽的去除。本研究采用原位聚合法制備新型聚吡咯負(fù)載活性炭(PPy-AC)材料以吸附去除水中的硝酸鹽。采用響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定PPy-AC的最佳制備條件;采用掃描電鏡(SEM)、比表面積及孔隙分析儀(BET)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和X射線光電子能譜(XPS)對(duì)所制備的吸附材料進(jìn)行表征,研究了吸附劑投加量、硝酸鹽初始濃度、溶液pH和共存離子等因素對(duì)硝酸鹽去除性能的影響,并對(duì)吸附劑的形態(tài)、化學(xué)結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組分進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:聚吡咯成功地負(fù)載到了活性炭表面,當(dāng)溶液pH介于3~10時(shí),PPy-AC對(duì)硝酸鹽的去除效率達(dá)90%以上,測(cè)得PPy-AC的零點(diǎn)電位(pHzpc)為9.05;硝酸鹽的吸附過程為放熱且是自發(fā)的過程,幾乎不受溶液pH和溫度的影響,吸附過程符合偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Redlich Peterson吸附等溫模型,使用Langmuir等溫模型擬合得到PPy-AC的最大吸附容量為13.36 mg NO3--N/g。通過對(duì)吸附劑質(zhì)量和電荷平衡的計(jì)算表明,附載到活性炭表面的聚吡咯中,僅有約8.4%的氮在吸附去除硝酸鹽過程中發(fā)揮作用。PPy-AC吸附去除硝酸鹽的機(jī)理主要為離子交換和靜電引力作用,并伴隨顆粒內(nèi)擴(kuò)散過程。綜上所述,本研究中采用聚吡咯改性活性炭能夠有效吸附去除水中的硝酸鹽,是一種成本低廉、簡單高效的水處理方法。
[Abstract]:榪戝勾鏉，

本文編號(hào)：1398627