炭氣凝膠及其改性材料對重金屬離子吸附的研究
發(fā)布時間:2021-12-27 20:24
重金屬離子對環(huán)境的污染和人類健康的危害已日趨嚴(yán)重。目前,吸附法是處理重金屬離子污染的重要方法。開發(fā)性能高效、價格低廉、環(huán)境友好型的吸附劑是科研工作者的當(dāng)務(wù)之急。作為一種新型納米多孔炭材料,炭氣凝膠具有孔隙率高、比表面積大、吸附性能強(qiáng)的特征,其作為吸附劑在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用價值已日益得到重視;诖,本文選擇新型炭氣凝膠為研究對象,系統(tǒng)進(jìn)行了其制備方法、結(jié)構(gòu)改性、吸附性能及吸附機(jī)理等相關(guān)研究,結(jié)果如下:1.采用常壓干燥法合成炭氣凝膠,該材料對重金屬離子Pb2+、Cu2+和Cd2+均有吸附作用,該新型炭氣凝膠對三種金屬離子吸附能力大小依次為:Pb2+>Cu2+>Cd2+.以間苯二酚和甲醛為原料,丙二酸為催化劑,十六烷基三甲基溴化銨為分散劑,去離子水為溶劑,利用常壓干燥法制得新型吸附劑炭氣凝膠。優(yōu)化反應(yīng)條件能夠?qū)崿F(xiàn)炭氣凝膠的源頭可控性,滿足不同的應(yīng)用需求。單組分體系結(jié)果表明,其對三種重金屬離子吸附的實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)均可用Langmuir模型擬合,吸附能力大小依次為Pb2+>Cu2+>Cd2+,飽和吸附量分別為:285.35、260.42和137.36mg/g。雙組分體系結(jié)...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
炭氣凝膠的SEM圖
其中pH=l-5范圍內(nèi)變化較快,曲線陸峭;pH=5-7范圍內(nèi)變化趨于平緩(參見圖2.4)。在酸性溶液中H+與重金屬離子存在競爭吸附,從而導(dǎo)致重金屬離子的吸附效率下降。隨著pH增大,(PbOH)+、(CuOH)+、(CdOH)+比例逐漸增多,溶質(zhì)的平均電荷密度減小。此外,炭氣凝膠表面的負(fù)電性也隨之增大,絡(luò)合能力增強(qiáng),對重金屬離子的吸附量也隨之增大。在堿性溶液中,重金屬離子沉淀增加,這時已經(jīng)不是單純的吸附作用,且重金屬離子的沉淀也不利于重金屬離子和炭氣凝膠的回收再利用。
2.3.7炭氣凝膠對單一組分離子的等溫吸附根據(jù)Pb2+、Cu2+和Cd2+在炭氣凝膠上的等溫吸附曲線(圖2.5)可知,隨著重金屬離子濃度的增加,炭氣凝膠對三者的平衡吸附量表現(xiàn)出不同程度的增加。當(dāng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米秸稈生物炭對Cd(Ⅱ)的吸附機(jī)理研究[J]. 李力,陸宇超,劉婭,孫紅文,梁中耀. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)
[2]功能化有序介孔碳對重金屬離子Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的選擇性吸附行為[J]. 陳田,王濤,王道軍,趙建慶,丁曉春,吳士超,薛海榮,何建平. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(12)
[3]新型材料淀粉微球?qū)u2+、Cr3+和Pb2+的吸附機(jī)理研究[J]. 蘇秀霞,楊祥龍,諸曉鋒,李仲謹(jǐn),李金鳳,苗宗成. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2010(03)
[4]重金屬廢水處理工藝的研究[J]. 李玉文,郭軍,尤鐵學(xué). 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì). 2008(11)
[5]Acid Mine Drainage and Heavy Metal Pollution from Solid Waste in the Tongling Mines, China[J]. XU Xiaochun XIE Qiaoqin CHEN Fang WANG Jun WU Wentao School of Resources and Environment Engineering, Hefei University of Technology,Hefei 230009, China. Acta Geologica Sinica(English Edition). 2008(01)
[6]國內(nèi)外重金屬廢水處理新技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 馬前,張小龍. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2007(07)
[7]水溶液中六價鉻在碳納米管上的吸附[J]. 裘凱棟,黎維彬. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(12)
[8]預(yù)處理對碳納米管吸附儲氫性能的影響[J]. 姚運(yùn)金,張素平,顏涌捷. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(11)
[9]非活性紅色鏈霉菌吸附廢水中Pb2+機(jī)理分析[J]. 邱廷省,王俊峰,劉濤. 水資源保護(hù). 2006(06)
[10]土壤中重金屬污染的研究進(jìn)展[J]. 劉春陽,張宇峰,滕潔. 污染防治技術(shù). 2006(04)
博士論文
[1]活性炭纖維改性及對焦化廢水中有機(jī)物吸附作用的研究[D]. 傅敏.重慶大學(xué) 2004
碩士論文
[1]銅陵礦區(qū)農(nóng)田土壤及水稻的重金屬污染現(xiàn)狀研究[D]. 楊西飛.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3552672
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
炭氣凝膠的SEM圖
其中pH=l-5范圍內(nèi)變化較快,曲線陸峭;pH=5-7范圍內(nèi)變化趨于平緩(參見圖2.4)。在酸性溶液中H+與重金屬離子存在競爭吸附,從而導(dǎo)致重金屬離子的吸附效率下降。隨著pH增大,(PbOH)+、(CuOH)+、(CdOH)+比例逐漸增多,溶質(zhì)的平均電荷密度減小。此外,炭氣凝膠表面的負(fù)電性也隨之增大,絡(luò)合能力增強(qiáng),對重金屬離子的吸附量也隨之增大。在堿性溶液中,重金屬離子沉淀增加,這時已經(jīng)不是單純的吸附作用,且重金屬離子的沉淀也不利于重金屬離子和炭氣凝膠的回收再利用。
2.3.7炭氣凝膠對單一組分離子的等溫吸附根據(jù)Pb2+、Cu2+和Cd2+在炭氣凝膠上的等溫吸附曲線(圖2.5)可知,隨著重金屬離子濃度的增加,炭氣凝膠對三者的平衡吸附量表現(xiàn)出不同程度的增加。當(dāng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米秸稈生物炭對Cd(Ⅱ)的吸附機(jī)理研究[J]. 李力,陸宇超,劉婭,孫紅文,梁中耀. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)
[2]功能化有序介孔碳對重金屬離子Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的選擇性吸附行為[J]. 陳田,王濤,王道軍,趙建慶,丁曉春,吳士超,薛海榮,何建平. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(12)
[3]新型材料淀粉微球?qū)u2+、Cr3+和Pb2+的吸附機(jī)理研究[J]. 蘇秀霞,楊祥龍,諸曉鋒,李仲謹(jǐn),李金鳳,苗宗成. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2010(03)
[4]重金屬廢水處理工藝的研究[J]. 李玉文,郭軍,尤鐵學(xué). 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì). 2008(11)
[5]Acid Mine Drainage and Heavy Metal Pollution from Solid Waste in the Tongling Mines, China[J]. XU Xiaochun XIE Qiaoqin CHEN Fang WANG Jun WU Wentao School of Resources and Environment Engineering, Hefei University of Technology,Hefei 230009, China. Acta Geologica Sinica(English Edition). 2008(01)
[6]國內(nèi)外重金屬廢水處理新技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 馬前,張小龍. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2007(07)
[7]水溶液中六價鉻在碳納米管上的吸附[J]. 裘凱棟,黎維彬. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(12)
[8]預(yù)處理對碳納米管吸附儲氫性能的影響[J]. 姚運(yùn)金,張素平,顏涌捷. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(11)
[9]非活性紅色鏈霉菌吸附廢水中Pb2+機(jī)理分析[J]. 邱廷省,王俊峰,劉濤. 水資源保護(hù). 2006(06)
[10]土壤中重金屬污染的研究進(jìn)展[J]. 劉春陽,張宇峰,滕潔. 污染防治技術(shù). 2006(04)
博士論文
[1]活性炭纖維改性及對焦化廢水中有機(jī)物吸附作用的研究[D]. 傅敏.重慶大學(xué) 2004
碩士論文
[1]銅陵礦區(qū)農(nóng)田土壤及水稻的重金屬污染現(xiàn)狀研究[D]. 楊西飛.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3552672
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