日益嚴重的水體磷污染問題促使了研究者對多種高效除磷技術的開發(fā),其中吸附技術受到了廣泛關注。水合錳氧化物(HMO)因其強表面活性和高比表面積被認為是一種理想的吸附劑,但在中性條件下HMO表面一般呈負電性,這限制了其對磷酸鹽等陰離子污染物的吸附。 本文基于納米表面化學效應,以季銨化聚苯乙烯球體NS為載體,通過“離子交換-原位沉淀”方法開發(fā)出一種改性錳氧化物納米復合材料HMO@NS。基體NS的均勻納米孔結(jié)構與表面功能基-N+(CH3)3使負載的HMO (N-HMO)以5.0～7.0nm顆粒形態(tài)均勻分布在NS中。由于納米化效應,HMO的表面正電荷急劇增加,其零電荷點(pHpzc)從水合氧化錳顆粒的6.2上升到～10.5。同時,由于基體功能基-N+(CH3)3的影響,HMO@NS的Zeta電勢在pH3.0～12.0之間保持正值。 HMO@NS在中性環(huán)境中(pH6.0-8.0)除磷能力突出,即使在高濃度的競爭離子(SO42-、NO3-或Cl-)存在時,HMO@NS仍對磷酸根表現(xiàn)出高吸附選擇性。基于Donnan膜預富集效應,HMO@NS展現(xiàn)出優(yōu)良的動力學性能,180min左右即可達到吸附平衡。固定床...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 磷的來源及形態(tài)分布
        1.1.2 磷的作用及潛在的環(huán)境效應
        1.1.3 含磷廢水常見處理方法
        1.1.4 吸附除磷的研究進展
        1.1.5 錳氧化物的結(jié)構、性質(zhì)及其在環(huán)境中的應用
        1.1.6 錳氧化物吸附特性及在環(huán)境中的應用
        1.1.7 金屬氧化物的修飾改性
    1.2 研究目標、思路及內(nèi)容
        1.2.1 研究目標
        1.2.2 研究思路
        1.2.3 研究內(nèi)容
第二章 新型復合材料的制備及結(jié)構表征
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗試劑與儀器
        2.1.2 實驗方法
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 含錳量
        2.2.2 基體NS和SS官能團的FT-IR驗證結(jié)果
        2.2.3 SEM-EDX
        2.2.4 幾種錳氧化物材料的TEM
        2.2.5 HMO在NS上的晶型
        2.2.6 HMO負載前后的價態(tài)分布
        2.2.7 表面電性分析：Zeta電勢與電位滴定
    2.3 本章小結(jié)
第三章 新型復合材料除磷性能的研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗試劑及儀器
        3.1.2 實驗方法
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 HMO負載前后性能比較
        3.2.2 pH影響
        3.2.3 共存離子的影響
        3.2.4 吸附等溫線
        3.2.5 動力學
        3.2.6 柱吸附-脫附實驗
    3.3 本章小結(jié)
第四章 研究結(jié)論及展望
    4.1 研究結(jié)論
    4.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士期間研究成果
致謝



本文編號：3803091