锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能的研究
[Abstract]:Phosphorus is an essential nutrient for animals, plants and human bodies, and has very important physiological functions. However, with the increasing of industrial production and human activities, excessive phosphorus into the water will lead to rapid growth of algae, resulting in eutrophication of water, and pose a serious threat to the ecological environment. Therefore, people pay more and more attention to phosphorus pollution. At present, the main treatment methods of phosphorus-containing wastewater are chemical precipitation method, biological method and adsorption method. Adsorption method is a widely used technology in water treatment. It has the advantages of simple treatment equipment, reliable operation and not easy to produce secondary pollution. The selection of adsorbents with low cost, simple preparation method, large adsorption capacity and easy desorption and regeneration has been the focus of domestic and foreign experts. Iron oxide and zirconium oxide have strong phosphorus adsorption ability, and have the advantages of stable performance, low price, environment friendly and so on. Activated carbon fiber (ACF), with its large specific surface area, developed pore structure and stable chemical properties, is a kind of environment-friendly material with remarkable properties. It is widely used in water pollution treatment technology. In this study, a new phosphorus removal adsorbent (ACF-ZrFe) was prepared by modifying the surface of activated carbon fiber with zirconium and iron oxides by co-precipitation method. In this paper, single factor experiment and orthogonal experiment were used to optimize the preparation conditions of ACF-ZrFe. The adsorption reaction conditions (adsorbent dosage, initial phosphorus concentration, reaction temperature, solution pH) were studied. The influence of interference ions on the phosphorus removal performance of ACF-ZrFe; The factors affecting the regeneration efficiency of ACF-ZrFe were investigated and the surface properties of the adsorbent were investigated by (ESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The main conclusions are as follows: (1) activated carbon fiber (ACF) with zirconium and iron oxides was synthesized by coprecipitation method. The experimental results show that ACF-ZrFe has good phosphorus adsorption properties. (2) the preparation conditions of ACF-ZrFe were optimized by orthogonal method. The optimum preparation conditions are as follows: the molar ratio of zirconium to iron is 7: 3, the total concentration of iron and zirconium in the impregnation solution is 0.1 mol/L, and the ultrasonic treatment time is 10 min. (3) ACF-ZrFe. The increase of the dosage of ACF-ZrFe, the increase of initial phosphorus concentration and the increase of temperature can increase the unit adsorption amount of phosphorus. P H has an important effect on the phosphorus adsorption of ACF-ZrFe. Co-existing anions such as F- and Cl- can inhibit phosphate adsorption by ACF-ZrFe in the order that F-NO _ 3-Cl-SO _ 42-. (4) the isotherm curves of phosphorus adsorption of F-NO _ 3-Cl-SO _ 42-. (4) ACF-ZrFe accord with Langmuir model. The quasi-second-order reaction kinetic model can better describe the phosphorus adsorption process of ACF-ZrFe. (5) HNO3,Na OH and Na Cl have some regeneration effect on ACF-ZrFe, and the desorption time is 16 h. When the concentration of the desorbed solution was 0.1 mol/L, the effect of the three solutions on the regeneration of ACF-ZrFe was in the order that the adsorption mechanism of phosphorus by: Na OHNa ClHNO3. (6) ACF-ZrFe was mainly anionic ligand exchange and electrostatic adsorption.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X703;TQ424.1
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,本文编号:2420215
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