隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,重金屬和有機(jī)類污染物大量排放到天然水體中造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。由于這些污染物具有種類復(fù)雜、存在周期長(zhǎng)、難以被去除等特點(diǎn),導(dǎo)致傳統(tǒng)的水處理技術(shù)對(duì)其去除能力有限。因此,探索新型、高效、經(jīng)濟(jì)地去除水體中重金屬和有機(jī)污染物的材料和方法是一項(xiàng)很有價(jià)值的研究課題。納米零價(jià)鐵(nZVI)具備了納米材料優(yōu)異的吸附性能和鐵良好的還原性能,能夠高效去除環(huán)境中多種污染物。本文通過液相還原法制備了具有高反應(yīng)活性的nZVI,研究了 nZVI和改性nZVI去除水中典型重金屬(Cr(Ⅵ))和有機(jī)污染物硝基苯的效能與機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,探究了納米零價(jià)鐵活化過硫酸鹽產(chǎn)生高效自由基去除難降解有機(jī)污染物咖啡因的效能。研究結(jié)果將為nZVI的實(shí)際應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。本文主要從以下四個(gè)方面開展實(shí)驗(yàn)研究:(1)通過液相還原法制備了 nZVI并對(duì)其進(jìn)行掃描電子顯微鏡-能譜(SEM-EDS)、比表面積(BET)、X射線粉末衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、紅外光譜(FTIR)和粒度分析,以探究nZVI的表面形貌、晶相特征、元素組成和粒徑分布等,為研究nZVI去除污染物的內(nèi)在機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。SEM...

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
文章中縮寫對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 鉻的來源、危害及去除方法
        1.1.2 硝基苯的來源、危害及去除方法
        1.1.3 咖啡因的來源、危害及去除方法
    1.2 納米零價(jià)鐵的研究進(jìn)展
    1.3 納米零價(jià)鐵去除重金屬和有機(jī)污染物的研究
        1.3.1 去除重金屬的研究進(jìn)展
        1.3.2 去除有機(jī)污染物的研究進(jìn)展
        1.3.3 納米零價(jià)鐵活化過硫酸鹽去除有機(jī)污染物的研究
    1.4 課題選題意義及目的
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 nZVI及其改性材料的表征
        1.5.2 nZVI對(duì)六價(jià)鉻的去除效果研究
        1.5.3 nZVI對(duì)硝基苯的去除效果研究
        1.5.4 nZVI活化過硫酸鹽對(duì)咖啡因的去除效果研究
    1.6 技術(shù)路線圖
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        2.2.1 nZVI及其改性nZVI的制備
        2.2.2 nZVI去除六價(jià)鉻實(shí)驗(yàn)
        2.2.3 nZVI對(duì)硝基苯去除實(shí)驗(yàn)研究
        2.2.4 nZVI活化過硫酸鹽降解咖啡因?qū)嶒?yàn)
    2.3 檢測(cè)分析方法
        2.3.1 nZVI及其改性nZVI的表征方法
        2.3.2 六價(jià)鉻的檢測(cè)方法
        2.3.3 硝基苯和咖啡因的檢測(cè)方法
        2.3.4 可溶性鐵的檢測(cè)方法
    2.4 數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)計(jì)算方法
        2.4.1 吸附量
        2.4.2 吸附動(dòng)力學(xué)模型
        2.4.3 吸附熱力學(xué)模型
        2.4.4 內(nèi)擴(kuò)散模型
        2.4.5 阿倫尼烏斯方程
第三章 nZVI及其改性材料的表征
    3.1 SEM-EDS和BET結(jié)果分析
    3.2 XRD結(jié)果分析
    3.3 改性nZVI材料表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 nZVI對(duì)六價(jià)鉻的去除效能和機(jī)理研究
    4.1 不同工藝條件下nZVI去除Cr(Ⅵ)的研究
        4.1.1 溶液初始pH的影響
        4.1.2 nZVI投加量和Cr(Ⅵ)初始濃度的影響
        4.1.3 溫度的影響
    4.2 nZVI去除Cr(Ⅵ)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和離子擴(kuò)散模型研究
        4.2.1 動(dòng)力學(xué)模型探討
        4.2.2 等溫吸附模型探討
        4.2.3 粒子擴(kuò)散模型探討
        4.2.4 反應(yīng)活化能研究
    4.3 水體基質(zhì)的影響
        4.3.1 水體常見陰離子的影響
        4.3.2 Ca²⁺和Mg²⁺的影響
        4.3.3 腐殖酸的影響
    4.4 nZVI去除Cr(Ⅵ)的反應(yīng)機(jī)理
        4.4.1 nZVI反應(yīng)前后表征特性
        4.4.2 反應(yīng)機(jī)理
    4.5 不同的改性方法對(duì)Cr(Ⅵ)去除效率的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 nZVI對(duì)硝基苯的去除效果研究
    5.1 硝基苯初始濃度的影響
    5.2 水體基質(zhì)的影響
        5.2.1 Cl^-的影響
        5.2.2 腐殖酸的影響
    5.3 不同的改性方法對(duì)硝基苯去除效能的影響
    5.4 反應(yīng)產(chǎn)物研究
    5.5 nZVI活化過硫酸鹽降解硝基苯的研究
    5.6 本章小結(jié)
第六章 nZVI活化過硫酸鹽去除咖啡因的效能
    6.1 單因素實(shí)驗(yàn)
        6.1.1 不同體系降解咖啡因的對(duì)比研究
        6.1.2 nZVI投加量的影響
    6.2 自由基鑒定
    6.3 水體基質(zhì)的影響
        6.3.1 常見陰離子的影響
        6.3.2 腐殖酸的影響
    6.4 溶液中可溶性鐵的釋放研究
    6.5 nZVI/PS體系降解其他有機(jī)污染物的研究
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3819158