發(fā)布時間：2021-05-13 21:53

　　本文以活性炭、氧化鐵為原料,制成多種氧化鐵/活性炭復合吸附材料,通過對制備工藝、結構表征及其水中有機物和砷的吸附研究,獲得了不同吸附劑吸附水中有機物和砷的吸附性能數(shù)據(jù),為控制和去除水中污染物提供理論依據(jù)。通過X射線衍射（XRD）、氮氣吸附、環(huán)境掃描電子顯微鏡（SEM）、光電子能譜儀（XPS）等分析手段,對煤質活性炭、木質活性炭和自制的氧化鐵微晶進行表觀特征和物化性能研究。采用靜態(tài)和動態(tài)吸附實驗,用這三種吸附劑去除水中有機物甲酸、甲醛和丙酮,獲得了吸附動力學特征,為活性炭的改性和復合材料的制備提供理論基礎。用煤質活性炭AC1和木質活性炭AC2與本實驗自制的氧化鐵合成氧化鐵/活性炭（FeO/AC）復合吸附材料。通過物化方法對其進行表征分析。通過吸附水中有機物的動態(tài)和靜態(tài)實驗表明用活性炭AC1制成的復合吸附材料比用木質活性炭AC2制成的復合材料的吸附性能好。把活性炭AC1分別用NaOH、HNO₃和氨水進行浸漬處理后,提高了活性炭的表面含氧量并改變了其孔結構。發(fā)現(xiàn)活性炭AC1經(jīng)過氧化處理后對水中有機物的吸附顯示不同的特征。用氧化后的活性炭與本實驗自制的氧化鐵合成FeO/A... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 概述
    1.1 水中有機化合物及水中砷的危害及吸附去除
        1.1.1 水中存在有機化合物的危害
        1.1.2 水中砷對人體毒性
        1.1.3 水中有機化合物和水中砷的來源
        1.1.4 目前去除水中有機污染物和水中砷的方法
    1.2 活性炭材料表征、化學改性和吸附特性
        1.2.1 活性炭技術在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 活性炭基本結構和孔結構
        1.2.3 活性炭材料的物理、表面化學性質
        1.2.4 活性炭的化學改性
        1.2.5 活性炭的吸附性能
        1.2.6 活性炭對水中有機物和水中砷的吸附能力
    1.3 磁性氧化鐵、非晶氧化鐵材料的吸附性
        1.3.1 氧化鐵吸附去除水中污染物
        1.3.2 氧化鐵吸附去除水中砷
    1.4 吸附理論
        1.4.1 吸附概念和吸附等溫線
        1.4.2 吸附速度—吸附動力學
        1.4.3 影響吸附的因素
    1.5 國內(nèi)外氧化鐵/活性炭吸附水中有機物和水中砷的研究現(xiàn)狀
    1.6 選題的意義和實驗內(nèi)容
第二章 活性炭的結構表征及吸附水中有機化合物
    2.1 前言
    2.2 實驗方法
        2.2.1 樣品
        2.2.2 實驗設備與儀器
        2.2.3 活性炭的吸附實驗
    2.3 結果與討論
        2.3.1 XRD 分析
        2.3.2 氮氣吸附和比表面積分析
        2.3.3 X 射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.4 環(huán)境掃描電鏡分析
        2.3.5 活性炭靜態(tài)等溫吸附
        2.3.6 活性炭動態(tài)吸附
    2.4 本章小結
第三章 氧化鐵的制備及吸附水中有機化合物
    3.1 前言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 主要材料及藥品
        3.2.2 實驗步驟
    3.3 實驗結果和討論
        3.3.1 x 射線衍射分析
        3.3.2 XPS 射線衍射分析
        3.3.3 樣品的比表面
        3.3.4 環(huán)境掃描電鏡分析
        3.3.5 水中有機化合物在磁性氧化鐵上的吸附
    3.4 本章小結
第四章 磁性氧化鐵/活性炭(FeO/AC)的制備及對水中有機化合物的吸附
    4.1 前言
    4.2 實驗過程
        4.2.1 主要材料及藥品
        4.2.2 實驗步驟
    4.3 實驗結果和討論
        4.3.1 x 射線衍射分析
        4.3.2 pH 值對磁強度和氧化鐵含量的影響
        4.3.3 環(huán)境掃描電鏡分析
        4.3.4 碘值的吸附等溫平衡線
        4.3.5 FeO/AC 復合材料靜態(tài)等溫吸附
        4.3.6 FeO/AC 復合材料動態(tài)吸附
        4.3.7 氧化鐵/活性炭復合材料吸附去除有機物的機理
    4.4 本章小結
第五章 活性炭改性后制備的 FeO/AC 復合材料及對水中有機化合物的吸附
    5.1 前言
    5.2 實驗過程
        5.2.1 主要材料及藥品
        5.2.2 材料制備
    5.3 實驗結果和討論
        5.3.1 樣品的 XRD 分析
        5.3.2 X 射線光電子能譜分析(XPS)
        5.3.3 BET 孔隙率分析
        5.3.4 環(huán)境掃描電鏡分析
        5.3.5 復合材料動態(tài)吸附
        5.3.6 復合吸附材料去除有機物的機理
    5.4 本章小結
第六章 復合吸附劑在固定床上對單組分有機化合物的吸附模擬
    6.1 前言
    6.2 活性炭固定床吸附過程數(shù)學模擬
        6.2.1 活性炭固定床吸附數(shù)學模型
        6.2.2 Freundlich 吸附等溫方程
        6.2.3 活性炭固定床吸附模型的求解
        6.2.4 用正交配置法轉化微分方程組
    6.3 結果和討論
        6.3.1 擴散系數(shù)和液膜傳質系數(shù)的確定
        6.3.2 活性炭AC1 吸附水中有機化合物的模擬
        6.3.3 復合吸附材料吸附水中有機化合物的模擬
        6.3.4 Fe_2(C_2O_4)/AC600 復合吸附材料吸附水中有機化合物的模擬
    6.4 本章小結
第七章 氧化鐵/活性炭復合材料吸附去除水中砷
    7.1 前言
    7.2 實驗方法
        7.2.1 試劑及儀器
        7.2.2 實驗步驟
    7.3 實驗結果和討論
        7.3.1 復合吸附材料物化性能分析
        7.3.2 靜態(tài)吸附分析
        7.3.3 去除水中砷的吸附機理
    7.4 本章小結
第八章 結論
參考文獻
在學期間發(fā)表論文和參加科研情況
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3184769