納米零價鐵及鐵(氫)氧化物去除水中Cr(Ⅵ)和Cu 2+ 的機(jī)制研究
發(fā)布時間:2021-05-23 18:22
工業(yè)活動加劇了環(huán)境問題的產(chǎn)生,如由于重金屬的積累導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)惡化問題。重金屬在工業(yè)生產(chǎn)上的重要性使其應(yīng)用非常廣泛,但未經(jīng)處理或處理不完全的重金屬污染物排入環(huán)境后,就會對土壤和水體等造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果,而且,重金屬的量超過某一數(shù)值后,就會對有機(jī)體造成危害。如Cr(Ⅵ)、Cd2+、Cu2+及Ni2+等離子已經(jīng)證實能夠引起人的肝、腎損傷及威爾士(Wilson)綜合癥。因此重金屬污染治理正日益引起人們的重視。鐵基材料,包括鐵(氫)氧化物和零價鐵均可對多種環(huán)境污染物起到修復(fù)作用。鐵(氫)氧化物,尤其是赤鐵礦和針鐵礦在土壤和沉積物中廣泛存在,對環(huán)境中重金屬具有良好的吸附性能,多年來一直作為治理重金屬污染物的重要材料之一。而零價鐵尤其是納米零價鐵由于具有高的反應(yīng)活性,能夠有效治理水體及土壤中多種重金屬,成為目前重金屬污染修復(fù)技術(shù)中一個非;钴S的研究領(lǐng)域。納米零價鐵是指粒子的三維尺度中至少有一維處于1-100nm之間的零價鐵。由于其顆粒粒徑小,比表面積大,表面原子占原子總數(shù)比例高,展現(xiàn)出量子化效應(yīng),由此表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)越性能,遠(yuǎn)非宏觀體相...
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:132 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 重金屬污染概述
1.1.1 重金屬污染途徑及危害
1.1.2 我國重金屬污染現(xiàn)狀
1.1.3 重金屬污染治理方法
1.2 鐵(氫)氧化物與重金屬的作用
1.3 零價鐵在環(huán)境污染中的作用
1.3.1 零價鐵還原去除鹵代有機(jī)物
1.3.2 零價鐵還原去除重金屬污染物
1.3.3 零價鐵對染料廢水的脫色
1.3.4 零價鐵還原硝酸鹽污染物
1.4 納米材料特性
1.4.1 表面與界面效應(yīng)
1.4.2 小尺寸效應(yīng)
1.4.3 量子尺寸效應(yīng)
1.4.4 納米材料的可見光譜學(xué)
1.5 納米零價鐵的制備方法
1.5.1 氣相法
1.5.2 固相法
1.5.3 液相法
1.6 納米材料的團(tuán)聚、分散與表面改性
1.6.1 納米材料的團(tuán)聚
1.6.2 納米材料的分散
1.6.3 納米材料的表面改性
1.7 研究目的、意義及內(nèi)容
1.7.1 研究目的及意義
1.7.2 研究內(nèi)容
第二章 納米零價鐵和鐵(氫)氧化物的制備
2.1 引言
2.2 材料及儀器
2.2.1 試劑
2.2.2 實驗設(shè)備及儀器
2.3 實驗方法
2.3.1 納米零價鐵 N-Fe~0的制備
2.3.2 納米零價鐵改性
2.3.3 α-Fe_2O_3制備
2.3.4 α-FeOOH 制備
2.4 結(jié)果及分析
2.4.1 分散劑類別的影響
2.4.2 分散劑用量的影響
2.4.3 分散介質(zhì)及配比的影響
2.5 小結(jié)
第三章 納米零價鐵和鐵(氫)氧化物的表征
3.1 引言
3.2 材料及方法
3.2.1 X 射線衍射(XRD)分析
3.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
3.2.4 紅外光譜(FTIR)分析
3.2.5 能譜(EDS)分析
3.3 結(jié)果及分析
3.3.1 納米零價鐵系列表征分析
3.3.2 鐵(氫)氧化物表征分析
3.4 小結(jié)
第四章 改性前后納米零價鐵去除水中 Cr(Ⅵ)的批實驗研究
4.1 引言
4.2 材料及方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗主要設(shè)備及儀器
4.2.3 實驗方法
4.2.4 分析方法
4.3 結(jié)果及分析
4.3.1 N-Fe~0還原去除 Cr(Ⅵ)的研究
4.3.2 P-Fe~0還原去除 Cr(Ⅵ)的研究
4.3.3 T-Fe~0還原去除 Cr(Ⅵ)的研究
4.3.4 N-Fe~0、P-Fe~0、T-Fe~0去除 Cr(Ⅵ)效果的差異分析
4.3.5 反應(yīng)機(jī)制探討
4.4 小結(jié)
第五章 納米零價鐵改性對去除水中 Cu~(2+)的影響
5.1 引言
5.2 材料及方法
5.2.1 實驗試劑
5.2.2 實驗主要設(shè)備及儀器
5.2.3 實驗方法
5.2.4 分析方法
5.3 結(jié)果及分析
5.3.1 影響因素考察
5.3.2 吸附動力學(xué)研究
5.3.3 熱力學(xué)參數(shù)確定
5.3.4 反應(yīng)機(jī)理探討
5.4 小結(jié)
第六章 鐵(氫)氧化物去除水中 Cr(Ⅵ)研究
6.1 引言
6.2 材料及方法
6.2.1 實驗材料
6.2.2 實驗主要設(shè)備及儀器
6.2.3 實驗方法
6.2.4 分析方法
6.3 結(jié)果及分析
6.3.1 pH 值的影響
6.3.2 離子強(qiáng)度的影響
6.3.3 吸附等溫線
6.3.4 吸附動力學(xué)
6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位論文期間發(fā)表文章
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]介質(zhì)離子強(qiáng)度對Cu2+在針鐵礦和δ-MnO2表面吸附影響的紅外光譜[J]. 王帥,李翠蘭,王楠,張晉京,竇森. 吉林大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2011(02)
[2]不同分散劑作用下制備納米鐵及表征[J]. 王雪,丁慶偉,劉宏芳,錢天偉. 太原科技大學(xué)學(xué)報. 2010(05)
[3]介孔材料負(fù)載光催化劑在廢水處理中的應(yīng)用[J]. 黃成群,徐彥芹,曹淵. 工業(yè)水處理. 2010(09)
[4]羧甲基纖維素包覆納米鐵的制備及其分散性研究[J]. 李素君,衛(wèi)建軍,余江,王愷瑩,牛永超,于洋. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2010(09)
[5]電化學(xué)處理廢水研究進(jìn)展[J]. 蘇丹丹,楊曉霞,賈慶明. 化工技術(shù)與開發(fā). 2010(09)
[6]含重金屬離子廢水治理技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 吳瀛. 科技資訊. 2010(24)
[7]吸附法處理重金屬廢水研究進(jìn)展[J]. 鄒照華,何素芳,韓彩蕓,張六一,羅永明. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2010(03)
[8]鉻污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 許友澤,成應(yīng)向,向仁軍. 化學(xué)工程與裝備. 2010(05)
[9]物理化學(xué)法處理重金屬廢水的研究進(jìn)展[J]. 付豐連. 廣東化工. 2010(04)
[10]赤鐵礦對Cr(Ⅲ)的吸附動力學(xué)研究[J]. 王強(qiáng). 西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
博士論文
[1]殼聚糖穩(wěn)定納米鐵的制備與修復(fù)地表水中六價鉻污染的研究[D]. 耿兵.南開大學(xué) 2009
[2]鐵(氫)氧化物的制備、負(fù)載及對HIOCs類污染物的吸附研究[D]. 方繼敏.武漢理工大學(xué) 2008
[3]包覆型納米鐵的制備及用于地下水污染修復(fù)的實驗研究[D]. 王薇.南開大學(xué) 2008
本文編號:3202773
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:132 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 重金屬污染概述
1.1.1 重金屬污染途徑及危害
1.1.2 我國重金屬污染現(xiàn)狀
1.1.3 重金屬污染治理方法
1.2 鐵(氫)氧化物與重金屬的作用
1.3 零價鐵在環(huán)境污染中的作用
1.3.1 零價鐵還原去除鹵代有機(jī)物
1.3.2 零價鐵還原去除重金屬污染物
1.3.3 零價鐵對染料廢水的脫色
1.3.4 零價鐵還原硝酸鹽污染物
1.4 納米材料特性
1.4.1 表面與界面效應(yīng)
1.4.2 小尺寸效應(yīng)
1.4.3 量子尺寸效應(yīng)
1.4.4 納米材料的可見光譜學(xué)
1.5 納米零價鐵的制備方法
1.5.1 氣相法
1.5.2 固相法
1.5.3 液相法
1.6 納米材料的團(tuán)聚、分散與表面改性
1.6.1 納米材料的團(tuán)聚
1.6.2 納米材料的分散
1.6.3 納米材料的表面改性
1.7 研究目的、意義及內(nèi)容
1.7.1 研究目的及意義
1.7.2 研究內(nèi)容
第二章 納米零價鐵和鐵(氫)氧化物的制備
2.1 引言
2.2 材料及儀器
2.2.1 試劑
2.2.2 實驗設(shè)備及儀器
2.3 實驗方法
2.3.1 納米零價鐵 N-Fe~0的制備
2.3.2 納米零價鐵改性
2.3.3 α-Fe_2O_3制備
2.3.4 α-FeOOH 制備
2.4 結(jié)果及分析
2.4.1 分散劑類別的影響
2.4.2 分散劑用量的影響
2.4.3 分散介質(zhì)及配比的影響
2.5 小結(jié)
第三章 納米零價鐵和鐵(氫)氧化物的表征
3.1 引言
3.2 材料及方法
3.2.1 X 射線衍射(XRD)分析
3.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
3.2.4 紅外光譜(FTIR)分析
3.2.5 能譜(EDS)分析
3.3 結(jié)果及分析
3.3.1 納米零價鐵系列表征分析
3.3.2 鐵(氫)氧化物表征分析
3.4 小結(jié)
第四章 改性前后納米零價鐵去除水中 Cr(Ⅵ)的批實驗研究
4.1 引言
4.2 材料及方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗主要設(shè)備及儀器
4.2.3 實驗方法
4.2.4 分析方法
4.3 結(jié)果及分析
4.3.1 N-Fe~0還原去除 Cr(Ⅵ)的研究
4.3.2 P-Fe~0還原去除 Cr(Ⅵ)的研究
4.3.3 T-Fe~0還原去除 Cr(Ⅵ)的研究
4.3.4 N-Fe~0、P-Fe~0、T-Fe~0去除 Cr(Ⅵ)效果的差異分析
4.3.5 反應(yīng)機(jī)制探討
4.4 小結(jié)
第五章 納米零價鐵改性對去除水中 Cu~(2+)的影響
5.1 引言
5.2 材料及方法
5.2.1 實驗試劑
5.2.2 實驗主要設(shè)備及儀器
5.2.3 實驗方法
5.2.4 分析方法
5.3 結(jié)果及分析
5.3.1 影響因素考察
5.3.2 吸附動力學(xué)研究
5.3.3 熱力學(xué)參數(shù)確定
5.3.4 反應(yīng)機(jī)理探討
5.4 小結(jié)
第六章 鐵(氫)氧化物去除水中 Cr(Ⅵ)研究
6.1 引言
6.2 材料及方法
6.2.1 實驗材料
6.2.2 實驗主要設(shè)備及儀器
6.2.3 實驗方法
6.2.4 分析方法
6.3 結(jié)果及分析
6.3.1 pH 值的影響
6.3.2 離子強(qiáng)度的影響
6.3.3 吸附等溫線
6.3.4 吸附動力學(xué)
6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位論文期間發(fā)表文章
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]介質(zhì)離子強(qiáng)度對Cu2+在針鐵礦和δ-MnO2表面吸附影響的紅外光譜[J]. 王帥,李翠蘭,王楠,張晉京,竇森. 吉林大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2011(02)
[2]不同分散劑作用下制備納米鐵及表征[J]. 王雪,丁慶偉,劉宏芳,錢天偉. 太原科技大學(xué)學(xué)報. 2010(05)
[3]介孔材料負(fù)載光催化劑在廢水處理中的應(yīng)用[J]. 黃成群,徐彥芹,曹淵. 工業(yè)水處理. 2010(09)
[4]羧甲基纖維素包覆納米鐵的制備及其分散性研究[J]. 李素君,衛(wèi)建軍,余江,王愷瑩,牛永超,于洋. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2010(09)
[5]電化學(xué)處理廢水研究進(jìn)展[J]. 蘇丹丹,楊曉霞,賈慶明. 化工技術(shù)與開發(fā). 2010(09)
[6]含重金屬離子廢水治理技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 吳瀛. 科技資訊. 2010(24)
[7]吸附法處理重金屬廢水研究進(jìn)展[J]. 鄒照華,何素芳,韓彩蕓,張六一,羅永明. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2010(03)
[8]鉻污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 許友澤,成應(yīng)向,向仁軍. 化學(xué)工程與裝備. 2010(05)
[9]物理化學(xué)法處理重金屬廢水的研究進(jìn)展[J]. 付豐連. 廣東化工. 2010(04)
[10]赤鐵礦對Cr(Ⅲ)的吸附動力學(xué)研究[J]. 王強(qiáng). 西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
博士論文
[1]殼聚糖穩(wěn)定納米鐵的制備與修復(fù)地表水中六價鉻污染的研究[D]. 耿兵.南開大學(xué) 2009
[2]鐵(氫)氧化物的制備、負(fù)載及對HIOCs類污染物的吸附研究[D]. 方繼敏.武漢理工大學(xué) 2008
[3]包覆型納米鐵的制備及用于地下水污染修復(fù)的實驗研究[D]. 王薇.南開大學(xué) 2008
本文編號:3202773
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