本文關(guān)鍵詞：鋁鋯復(fù)合金屬氧化物對(duì)水中砷、磷的吸附效能及機(jī)理探究

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【摘要】：目前水中砷、磷的污染受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注,吸附法因其眾多優(yōu)點(diǎn)在常用的砷、磷去除方法中具有明顯優(yōu)勢(shì),其關(guān)鍵在于研發(fā)出高效易用的新型吸附材料。本文采用“氧化-共沉淀法”制備了一種新型的鋁鋯復(fù)合金屬氧化物吸附劑,通過(guò)比較不同鋁鋯摩爾比吸附劑的除污效果,選用鋁鋯摩爾比為3:1的吸附劑(后文表示為Al3Zr1)。使用掃描電鏡(SEM)、比表面積分析儀(BET)、X射線衍射(XRD)、元素維度分布譜(Mapping)等分析技術(shù)研究了吸附劑表面特征,表征結(jié)果表明該吸附劑主要是無(wú)定型晶型結(jié)構(gòu),并由很多微小顆粒聚集形成,其表面粗糙并且具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu),有利于對(duì)污染物的吸附。通過(guò)Mapping分析發(fā)現(xiàn)P吸附后在吸附劑表面相對(duì)集中,而As(V)吸附后的分布相對(duì)分散。從X射線光電子能譜分析(XPS)結(jié)果說(shuō)明吸附劑的主要元素包括Al、Zr、和O;通過(guò)紅外光譜(FTIR)分析發(fā)現(xiàn)吸附劑表面含有豐富的羥基。此外,吸附劑比表面積為31.42 m2/g,等電點(diǎn)為3.5。通過(guò)吸附等溫線實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Al3Zr1對(duì)As(V)的吸附等溫線更符合Sips吸附等溫線模型的規(guī)律,而Langmiur吸附模型可以更好的描述P的吸附等溫線;其中,As(V)最大吸附量為125.71mg/g,P最大吸附量為76.16 mg/g。吸附動(dòng)力學(xué)結(jié)果表面,鋁鋯復(fù)合金屬氧化物對(duì)As(V)、P均具有較高的吸附速率,對(duì)As(V)的吸附更符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)P的吸附更符合Power模型。此外Al3Zr1吸附As(V)時(shí)在較寬的pH范圍內(nèi)均有較好吸附效果,而P的吸附受pH影響較大,pH為5時(shí)P吸附效果最好,5-10范圍內(nèi)吸附量隨pH增大而下降。共存陰離子PO43-對(duì)As(V)的吸附抑制作用最明顯,而P的吸附受SiO32-抑制作用最大。通過(guò)對(duì)吸附前后樣品的FTIR和XPS分析,推斷鋁鋯復(fù)合吸附劑表面的羥基在吸附過(guò)程中起到了重要作用,吸附機(jī)制以表面絡(luò)合為主。低pH條件下,Al3+與陰離子結(jié)合后的共沉淀作用也應(yīng)被考慮在內(nèi)。同時(shí),砷酸根或磷酸根與材料內(nèi)部的的硫酸根之間的離子交換作用可能也是As、P去除機(jī)制之一。
【關(guān)鍵詞】：鋁鋯復(fù)合金屬氧化物 砷 磷 吸附
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 砷的來(lái)源與危害9-10
• 1.1.1 砷的來(lái)源與分布9
• 1.1.2 砷的存在形態(tài)9-10
• 1.1.3 砷的毒性及危害10
• 1.2 磷的來(lái)源與危害10-11
• 1.2.1 磷的來(lái)源與分布10
• 1.2.2 磷的存在形態(tài)10-11
• 1.2.3 含磷廢水對(duì)環(huán)境危害11
• 1.3 砷、磷的去除方法11-15
• 1.3.1 砷的去除方法11-13
• 1.3.2 磷的去除方法13-14
• 1.3.3 去除砷、磷技術(shù)比較14-15
• 1.4 鋁基吸附材料的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 研究?jī)?nèi)容和意義16-18
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法18-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)方法18-19
• 2.2.1 檢測(cè)方法18-19
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法19-20
• 2.3.1 鋁鋯復(fù)合金屬氧化物的制備19
• 2.3.2 吸附劑表征19-20
• 2.3.3 吸附劑去除As(V)和P的等溫線實(shí)驗(yàn)20
• 2.4 吸附的等溫線&動(dòng)力學(xué)模型20-25
• 第三章 吸附劑篩選與表面特性研究25-32
• 3.1 吸附劑篩選25-26
• 3.2 吸附劑表征26-32
• 3.2.1 掃描電鏡分析（SEM）26-28
• 3.2.2 EDS-mapping28-29
• 3.2.3 X射線衍射分析（XRD）29-30
• 3.2.4 比表面積分析（BET）30-31
• 3.2.5 等電點(diǎn)測(cè)定31-32
• 第四章 鋁鋯復(fù)合氧化物對(duì)As(V)的吸附特性和機(jī)制32-40
• 4.1 鋁鋯復(fù)合氧化物去除As(V)的吸附等溫線特征32-33
• 4.2 鋁鋯復(fù)合氧化物去除As(V)的吸附動(dòng)力學(xué)特征33-35
• 4.3 pH對(duì)吸附劑去除As(V)影響研究35-37
• 4.4 共存離子對(duì)吸附劑去除As(V)影響研究37
• 4.5 As(V)的吸附機(jī)制37-40
• 第五章 鋁鋯復(fù)合氧化物對(duì)P的吸附特性和機(jī)制40-47
• 5.1 鋁鋯復(fù)合氧化物去除P吸附等溫線40-41
• 5.2 鋁鋯復(fù)合氧化物去除P的吸附動(dòng)力學(xué)41-43
• 5.3 pH對(duì)吸附劑去除P影響研究43-45
• 5.4 共存離子對(duì)吸附劑去除P影響研究45
• 5.5 P的吸附機(jī)制45-47
• 第六章 吸附劑再生和重復(fù)利用47-50
• 6.1 淋洗液種類篩選47-48
• 6.2 淋洗液濃度篩選48-50
• 結(jié)論50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 致謝54

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1 劉玉成;李峰;;新型CuO-ZnO-Al_2O_3復(fù)合金屬氧化物的制備及其結(jié)構(gòu)研究[J];工業(yè)催化;2008年10期

2 祝寶東;王鑒;董群;郭麗;王德秋;;復(fù)合金屬氧化物催化丙烷選擇氧化制丙烯酸[J];工業(yè)催化;2009年07期

3 周燕婷,李峰,杜以波,DGEvans,段雪;鎂鋁復(fù)合金屬氧化物結(jié)構(gòu)、催化性能及其在一步法制備醇醚醋酸酯中的應(yīng)用[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年01期

4 張碧宇;王鵬;夏正偉;顧慧菊;鮑偉偉;黃向紅;;鈣鈦礦型復(fù)合金屬氧化物的研究進(jìn)展[J];稀有金屬與硬質(zhì)合金;2010年04期

5 霍超,韓鎮(zhèn)海;復(fù)合金屬氧化物煙氣脫硫的動(dòng)力學(xué)研究[J];硫酸工業(yè);1996年06期

6 張浩;呂君英;龔凡;;鎳鐵復(fù)合金屬氧化物的制備與表征[J];應(yīng)用科技;2006年05期

7 黃寶晟,李峰,張慧,矯慶澤,段雪,郝建薇;納米雙羥基復(fù)合金屬氧化物的阻燃性能[J];應(yīng)用化學(xué);2002年01期

8 張鐵珍,王鑒,董群,張海燕,賈云剛;丙烷選擇氧化制丙烯酸復(fù)合金屬氧化物催化劑的研究進(jìn)展[J];江蘇化工;2004年06期

9 宗源;張青紅;顧莉琴;肖茹;王宏志;李耀剛;;納米復(fù)合金屬氧化物/聚酰胺6復(fù)合纖維的制備及性能[J];合成纖維;2013年03期

10 林培琰,伏義路;復(fù)合金屬氧化物的活性表面[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);1983年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉玉成;李峰;;新型CuO-ZnO-Al_2O_3復(fù)合金屬氧化物的制備及其結(jié)構(gòu)研究[A];第五屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)與應(yīng)用年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

2 鄭偉;于振興;張曉麗;付紅英;張平;張宇航;胡信國(guó);;復(fù)合金屬氧化物對(duì)丙烷選擇氧化制丙烯酸的研究[A];第十一屆全國(guó)青年催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

3 謝江坤;晏乃強(qiáng);瞿贊;黃文君;;新型復(fù)合金屬氧化物的制備及其除汞性能研究[A];第七屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集-S05 大氣污染與控制[C];2013年

4 范國(guó)利;鄒魯;李峰;;溶劑熱合成微/介孔鋅鋁尖晶石型復(fù)合金屬氧化物的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第01分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

5 劉玉成;項(xiàng)頊;李峰;;層狀前體法制備高分散CuO-ZnO-Al_2O_3復(fù)合金屬氧化物[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)納米化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

6 栗則;信躍龍;白玉;劉虎威;;鋰鎳鈷錳復(fù)合金屬氧化物在表面輔助激光解吸附質(zhì)譜中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第38分會(huì)：質(zhì)譜分析[C];2014年

7 王忠;曲振平;張?chǎng)?范睿;王奕;;不同制備方法對(duì)銅鈰鋯復(fù)合金屬氧化物上氨催化氧化性能的影響[A];第十四屆全國(guó)青年催化學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議論文集[C];2013年

8 范杰;;介孔復(fù)合金屬氧化物在綠色催化中的應(yīng)用及其組合開(kāi)發(fā)方法[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第1分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

9 雷志軼;項(xiàng)頊;李峰;;雜化復(fù)合前體制備高比表面介孔MgO-Al_2O_3復(fù)合金屬氧化物[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)納米化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

10 鄭偉;于振興;張平;張宇航;付紅英;張曉麗;胡信國(guó);;丙烷選擇氧化制丙烯酸復(fù)合金屬氧化物催化劑的研究[A];第五屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)與應(yīng)用年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

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1 黃蕾;殺菌活性金屬氧化物分散狀態(tài)及表面晶體缺陷控制和殺菌性能研究[D];北京化工大學(xué);2007年

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4 顧智軍;復(fù)合金屬氧化物的可控制備、結(jié)構(gòu)及其性能研究[D];北京化工大學(xué);2008年

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1 馬超;鋁孟復(fù)合金屬氧化物同步去除水體中砷氟的效能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 武佳;Co-M-Al復(fù)合金屬氧化物薄膜制備及其選擇性氧化性能[D];北京化工大學(xué);2015年

3 檀東東;超（亞）臨界水熱合成技術(shù)構(gòu)建復(fù)合金屬氧化物催化氧化甲苯的研究[D];浙江大學(xué);2016年

4 楊雪;鋁鋯復(fù)合金屬氧化物對(duì)水中砷、磷的吸附效能及機(jī)理探究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

5 韓春華;微波輻射下用于PET催化解聚金屬氧化物的制備及其催化作用研究[D];溫州大學(xué);2011年

6 朱佳;摻雜貴金屬的銅基復(fù)合金屬氧化物制備及催化性能研究[D];北京化工大學(xué);2007年

7 孫亞偉;層狀前體法制備銅基復(fù)合金屬氧化物及其催化性能的研究[D];河北科技大學(xué);2012年

8 劉玉成;層狀前體制備多元復(fù)合金屬氧化物及其催化性能[D];北京化工大學(xué);2009年

9 肖芳;復(fù)合金屬氧化物材料的電化學(xué)電容行為[D];新疆大學(xué);2005年

10 許世超;復(fù)合金屬氧化物的合成及催化窄分布聚醚研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2003年

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