水铁矿基复合材料制备及其对Cd（Ⅱ）和As（Ⅴ）吸附性能研究
发布时间：2020-12-22 04:44
随着经济的发展和人类活动愈发频繁,重金属污染问题变得日益严重,并成为国内外共同关注的焦点问题之一。镉、砷是其中具有代表性的两种重金属离子,当务之急正是解决它们带来的环境污染问题。吸附法是目前去除镉砷离子的常用方法之一,寻找到一种对镉砷均有高效吸附性能的吸附剂尤为重要。因此,本文采用人工合成水铁矿作为前驱体,并在此基础上制备处理Cd（II）/As（V）的水铁矿基复合材料作为吸附剂,通过静态吸附、等温吸附和动力学吸附实验研究其吸附性能及吸附机理。结果表明,水铁矿–柠檬酸复合材料的优化制备工艺为:水铁矿与柠檬酸的质量比为2:1、搅拌温度为80℃、搅拌时间为4h;水铁矿–二氧化锰复合材料的优化制备工艺为:水铁矿与MnO2的质量比为9:1、陈化时间为6h。水铁矿、水铁矿–柠檬酸复合材料和水铁矿–二氧化锰复合材料对Cd（II）/As（V）的去除率均随初始Cd（II）/As（V）浓度的增加而降低。水铁矿、水铁矿–柠檬酸复合材料和水铁矿–二氧化锰复合材料对Cd（II）吸附速率随pH值的增大而增大。水铁矿对As（V）的吸附速率逐渐降低,水铁矿–柠檬酸复合材料和水铁矿–二氧化锰复合材...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1水铁矿基复合材料吸附研究路线图
第二章实验材料和方法16电感耦合等离子体发射光谱仪Optima5300DV美国PE公司电感耦合等离子体质谱仪ELAN–DRC–e泰兴市艾谱化工设备有限公司2.2水铁矿基复合材料的制备2.2.1水铁矿的合成水铁矿采用了人工合成的方式进行制备，其合成方法是在参考前人文献（SchwertmannU，1992；SimsJR，1968）报道的基础上，经过改良之后确定的。图2–1所示是人工合成水铁矿的制备流程图。于500ml去离子水中溶解40g的Fe(NO3)3·9H2O，用1mol/L的NaOH溶液（用量在330ml左右，最后加入时需注意应逐滴加入）将Fe(NO3)3·9H2O溶液的pH值调节为7.5左右。将悬浊液置于恒温磁力搅拌器上搅拌半个小时，然后使用高速离心机进行离心，反复洗涤沉淀物以去除多余的电解质离子，最后将其放置在恒温干燥箱中，在60℃的条件下干燥8h。取出研磨即得水铁矿样品，记为FH，密封备用。图2–1水铁矿的制备流程Fig2–1Preparationprocessofferrihydrite
中国地质大学（北京）工程硕士学位论文172.2.2水铁矿基复合材料的制备2.2.2.1水铁矿–柠檬酸复合材料的制备流程利用柠檬酸与人工合成的水铁矿进行复合制备水铁矿–柠檬酸复合材料，其制备流程图如图2–2所示。将一定量的水铁矿加入一定浓度的柠檬酸溶液中，实验中所用的水铁矿与柠檬酸的质量按比例加入。将悬浊液置于恒温磁力搅拌器上，在一定的温度下搅拌一段时间以后，使用高速离心机将悬浮液进行离心并反复洗涤，最后将沉淀物放置在恒温干燥箱中，在60℃条件下干燥8h。取出研磨即得水铁矿–柠檬酸复合材料，记为FH–CA，密封备用。图2–2水铁矿–柠檬酸复合材料的制备流程Fig2–2Preparationprocessofferrihydrite/citricacidcomposites2.2.2.2水铁矿–二氧化锰复合材料的制备流程利用MnSO4·H2O和KMnO4对人工合成的水铁矿进行复合制备水铁矿–二氧化锰复合材料，其制备流程图如图2–3所示。将合成的水铁矿加入含有KMnO4溶液的烧杯中，置于恒温磁力搅拌器上持续搅拌，在此条件下向烧杯中加入一定量的MnSO4·H2O。实验过程中水铁矿、KMnO4和MnSO4·H2O按质量比加入。将悬浊液放置于室温下搅拌一段时间后，陈化一定的时间，然后使用高速离心机进行离心、反复洗涤，最后将其放置在恒温干燥箱中，在60℃条件下干燥8h。取出研磨即得水铁矿–二氧化锰复合材料，记为FH–M，密封备用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J]. 黄益宗,郝晓伟,雷鸣,铁柏清. 农业环境科学学报. 2013(03)
[2]广西龙江镉污染引发的思考与建议[J]. 蓝伟光. 世界环境. 2012(02)
[3]膜分离技术在环境工程中的应用[J]. 苏金坡,尹连庆,张亚琴,檀素丽. 环境科学与技术. 2004(S1)
[4]低分子量有机酸对制革污泥污染土壤中铬的活化及植物提取效应[J]. 马宏瑞,马托,黄宁选,王晓蓉. 陕西科技大学学报. 2004(06)
[5]酸和有机质对土壤镉影响的研究[J]. 史锟,徐虹,田艳芬. 垦殖与稻作. 2003(02)
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[7]环境中氧化锰对Cr(Ⅲ)氧化机理的研究[J]. 陈英旭,朱祖祥,何增耀. 环境科学学报. 1993(01)
硕士论文
[1]水铁矿及其与腐植酸共沉物对水溶液中镉的吸附作用研究[D]. 管宇立.兰州大学 2018
[2]腐殖酸对β-羟基氧化铁吸附砷的影响研究[D]. 陈薇.华东师范大学 2015
[3]土壤腐殖酸促进电子转移参数研究及其官能团探讨[D]. 易芬.中国地质大学(北京) 2015
[4]功能化磁性纳米材料对溶液及土壤中重金属离子的吸附解吸研究[D]. 王力.西北农林科技大学 2014
[5]铁氧化物及其腐殖酸复合物对砷的吸持特性研究[D]. 谢亚巍.西南大学 2012
[6]土壤二硝基甲苯和二氨基甲苯环境容量研究[D]. 刘威.兰州大学 2012
[7]柠檬酸、铁氧化物交互作用对土壤中铜、镉元素形态影响研究[D]. 王成慧.合肥工业大学 2010
本文编号：2931153
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1水铁矿基复合材料吸附研究路线图
第二章实验材料和方法16电感耦合等离子体发射光谱仪Optima5300DV美国PE公司电感耦合等离子体质谱仪ELAN–DRC–e泰兴市艾谱化工设备有限公司2.2水铁矿基复合材料的制备2.2.1水铁矿的合成水铁矿采用了人工合成的方式进行制备，其合成方法是在参考前人文献（SchwertmannU，1992；SimsJR，1968）报道的基础上，经过改良之后确定的。图2–1所示是人工合成水铁矿的制备流程图。于500ml去离子水中溶解40g的Fe(NO3)3·9H2O，用1mol/L的NaOH溶液（用量在330ml左右，最后加入时需注意应逐滴加入）将Fe(NO3)3·9H2O溶液的pH值调节为7.5左右。将悬浊液置于恒温磁力搅拌器上搅拌半个小时，然后使用高速离心机进行离心，反复洗涤沉淀物以去除多余的电解质离子，最后将其放置在恒温干燥箱中，在60℃的条件下干燥8h。取出研磨即得水铁矿样品，记为FH，密封备用。图2–1水铁矿的制备流程Fig2–1Preparationprocessofferrihydrite
中国地质大学（北京）工程硕士学位论文172.2.2水铁矿基复合材料的制备2.2.2.1水铁矿–柠檬酸复合材料的制备流程利用柠檬酸与人工合成的水铁矿进行复合制备水铁矿–柠檬酸复合材料，其制备流程图如图2–2所示。将一定量的水铁矿加入一定浓度的柠檬酸溶液中，实验中所用的水铁矿与柠檬酸的质量按比例加入。将悬浊液置于恒温磁力搅拌器上，在一定的温度下搅拌一段时间以后，使用高速离心机将悬浮液进行离心并反复洗涤，最后将沉淀物放置在恒温干燥箱中，在60℃条件下干燥8h。取出研磨即得水铁矿–柠檬酸复合材料，记为FH–CA，密封备用。图2–2水铁矿–柠檬酸复合材料的制备流程Fig2–2Preparationprocessofferrihydrite/citricacidcomposites2.2.2.2水铁矿–二氧化锰复合材料的制备流程利用MnSO4·H2O和KMnO4对人工合成的水铁矿进行复合制备水铁矿–二氧化锰复合材料，其制备流程图如图2–3所示。将合成的水铁矿加入含有KMnO4溶液的烧杯中，置于恒温磁力搅拌器上持续搅拌，在此条件下向烧杯中加入一定量的MnSO4·H2O。实验过程中水铁矿、KMnO4和MnSO4·H2O按质量比加入。将悬浊液放置于室温下搅拌一段时间后，陈化一定的时间，然后使用高速离心机进行离心、反复洗涤，最后将其放置在恒温干燥箱中，在60℃条件下干燥8h。取出研磨即得水铁矿–二氧化锰复合材料，记为FH–M，密封备用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J]. 黄益宗,郝晓伟,雷鸣,铁柏清. 农业环境科学学报. 2013(03)
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硕士论文
[1]水铁矿及其与腐植酸共沉物对水溶液中镉的吸附作用研究[D]. 管宇立.兰州大学 2018
[2]腐殖酸对β-羟基氧化铁吸附砷的影响研究[D]. 陈薇.华东师范大学 2015
[3]土壤腐殖酸促进电子转移参数研究及其官能团探讨[D]. 易芬.中国地质大学(北京) 2015
[4]功能化磁性纳米材料对溶液及土壤中重金属离子的吸附解吸研究[D]. 王力.西北农林科技大学 2014
[5]铁氧化物及其腐殖酸复合物对砷的吸持特性研究[D]. 谢亚巍.西南大学 2012
[6]土壤二硝基甲苯和二氨基甲苯环境容量研究[D]. 刘威.兰州大学 2012
[7]柠檬酸、铁氧化物交互作用对土壤中铜、镉元素形态影响研究[D]. 王成慧.合肥工业大学 2010
本文编号：2931153
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