磷污染和磷資源缺乏是當(dāng)前人類面臨的嚴(yán)重問題,對水體中磷的深度凈化和高效回收成為近年來的研究熱點。吸附法除磷效率高,通過解吸、再生處理還可以實現(xiàn)磷資源和吸附劑的回收,是一種經(jīng)濟有效的除磷方法。探究高選擇性、高吸附容量和低成本的吸附劑是該領(lǐng)域研究的主要目標(biāo)。本課題組前期在磁性納米氧化鐵除磷方面做了大量研究工作,證實其是一類吸附性能好、易于回收的除磷材料。但是在選擇性、吸附容量和穩(wěn)定性等方面仍存在不足�；诖�,本文選用對磷有特異性吸附的稀土元素La,結(jié)合磁性納米氧化鐵和其它功能改性材料,制備了三類鑭基納米吸附劑,系統(tǒng)的評估了其除磷性能,探討了除磷機制。論文的主要研究內(nèi)容為:(1)以聚乙烯亞胺(PEI)為表面改性劑,將PEI與前驅(qū)體鐵鹽和鑭鹽混合,通過一步共沉淀的方法制備PEI-Fe₃O₄/La(OH)₃,表征結(jié)果說明該材料分散性良好,且具備良好的超順磁性。吸附實驗表明,材料對磷酸根表現(xiàn)出良好的吸附性能,在吸附劑投加量為0.1 g·L^-1,初始磷酸鹽濃度為12 mg·L^-1,p H值為...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 磷污染及磷資源短缺概述
    1.2 污水除磷方法簡介
        1.2.1 生物除磷法
        1.2.2 化學(xué)沉淀法
        1.2.3 膜分離法
        1.2.4 離子交換法
        1.2.5 吸附法
    1.3 鑭系吸附材料的研究進(jìn)展
    1.4 納米吸附劑的性能優(yōu)化
        1.4.1 磁性納米材料
        1.4.2 表面改性
        1.4.3 納米材料的負(fù)載材料
    1.5 研究內(nèi)容、意義及技術(shù)路線
2 材料和方法
    2.1 實驗材料及表征儀器
    2.2 實驗表征
        2.2.1 X射線衍射表征
        2.2.2 掃描電子顯微鏡表征
        2.2.3 透射電子顯微鏡表征
        2.2.4 X射線光電子能譜表征
        2.2.5 紅外光譜表征
        2.2.6 熱重分析表征
        2.2.7 紫外-可見光譜表征
        2.2.8 Zeta電位表征
        2.2.9 磁性表征
        2.2.10 比表面積和孔徑分布表征
    2.3 磷的檢測方法
    2.4 分析方法
        2.4.1 相關(guān)參數(shù)計算
            2.4.1.1 平衡吸附量計算公式
            2.4.1.2 磷酸鹽去除率和脫附率計算公式
        2.4.2 吸附等溫線模型
        2.4.3 吸附動力學(xué)模型
3 聚乙烯亞胺改性Fe₃O₄/La(OH)₃復(fù)合材料的制備及除磷性能
    3.1 引言
    3.2 實驗內(nèi)容
        3.2.1 PEI-Fe₃O₄/La(OH)₃材料的制備
        3.2.2 表征與分析
        3.2.3 吸附實驗
        3.2.4 脫附實驗
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PEI-Fe₃O₄/La(OH)₃材料表征
        3.3.2 改性前后材料的磷酸鹽吸附能力對比
        3.3.3 吸附等溫線
        3.3.4 反應(yīng)動力學(xué)研究
        3.3.5 pH對磷酸鹽吸附的影響
        3.3.6 共存離子效應(yīng)
        3.3.7 解吸實驗及實際污水處理研究
        3.3.8 吸附機制研究
    3.4 小結(jié)
4 載鑭磁性水熱生物炭的制備及其除磷性能
    4.1 引言
    4.2 實驗內(nèi)容
        4.2.1 載鑭磁性水熱生物炭的制備
            4.2.1.1 秸稈水熱炭制備及預(yù)處理
            4.2.1.2 La-MHTC復(fù)合材料的制備
        4.2.2 表征與分析
        4.2.3 吸附實驗
        4.2.4 脫附實驗
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 載鑭磁性水熱生物炭材料表征
        4.3.2 載鑭磁性復(fù)合材料磷酸鹽吸附能力對比
        4.3.3 吸附等溫線
        4.3.4 反應(yīng)動力學(xué)研究
        4.3.5 pH對磷酸鹽吸附的影響
        4.3.6 共存離子效應(yīng)
        4.3.7 解吸實驗及實際污水處理研究
        4.3.8 吸附機制研究
    4.4 小結(jié)
5 Mg-La-Fe/沸石復(fù)合材料的制備及其除磷性能
    5.1 引言
    5.2 實驗內(nèi)容
        5.2.1 MLFZ復(fù)合材料的制備
            5.2.1.1 磁性沸石材料的制備
            5.2.1.2 MLFZ復(fù)合材料的制備
        5.2.2 表征與分析
        5.2.3 吸附實驗
        5.2.4 脫附實驗
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 MLFZ復(fù)合材料表征
        5.3.2 沸石復(fù)合材料的磷酸鹽吸附能力對比
        5.3.3 吸附等溫線
        5.3.4 反應(yīng)動力學(xué)研究
        5.3.5 pH對磷酸鹽吸附的影響
        5.3.6 共存離子效應(yīng)
        5.3.7 解吸實驗及實際污水處理研究
        5.3.8 吸附機制研究
    5.4 小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3858500