镧改性磁性稻壳基生物炭除磷性能研究

发布时间：2020-08-06 11:38

【摘要】：磷超标是导致水体富营养化的重要原因,除磷问题一直是人们研究的热点。本文以农林废弃物稻壳为原材料,采用CO_2活化、溶剂热和共沉淀“三步法”制备了吸附选择性好、易于分离的镧改性磁性生物炭除磷吸附材料。利用FSEM、BET、XRD、FTIR及VSM等对材料物化性质进行了表征分析,采用静态批次实验对其吸附除磷性能进行了研究,并初步探讨了其吸附机理。在制备过程中发现,采用溶剂热+共沉淀法能制得吸附效果较好的镧改性磁性生物炭(MC-La_x)。表征结果发现,Fe_3O_4以球状颗粒、La(OH)_3以棒状均匀分布于生物炭表面和孔隙中。VSM结果表明,MC-La_x具有良好的磁选分离性能。XRD则显示吸附除磷反应主要是La(OH)_3与磷酸盐发生配位体交换反应生成LaPO_4。研究结果表明:1、在初始pH=2-11范围内,MC-La_x吸附容量呈现先增大后减小的趋势,在初始pH=5时MC-La_(0.1)、MC-La_(0.2)、MC-La_(0.4)最大吸附容量分别为11.55、17.98、25.11mg/g,在pH=2时吸附效果较差可能是La大量溶出引起的。2、共存物质研究发现,共存F~-对MC-La_x除磷有强烈抑制作用,而HCO_3~-及腐殖酸低浓度时影响较小,在高浓度时有明显抑制作用。3、MC-La_x对磷的吸附反应符合二级动力学模型及Freundlich等温模型。4、吸附机理研究发现,MC-La_x的除磷机理主要为配位体交换形成LaPO_4内齿配合物。5、MC-La_x对实际废水除磷效果较好,且经过四次再生后,MC-La_x吸附容量保持在初始吸附容量的71%-83%,再生性能良好。综合以上研究结果,表明镧改性磁性稻壳基生物炭易磁选分离且吸附性能较好,具有一定的实际应用前景。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703
【图文】：

主要研究内容框图

图 2.1 吸附实验流程图Fig. 2.1 Schematic diagram of batch adsorption experimen指标钼酸铵分光光度法（GB11893-89）。实验室配解直接测定。实际废水吸附试验时，在中性条方法及指标到的镧、铁金属离子浓度测量采用电感耦合等测定。法对改性后及吸附除磷后的吸附剂（MC-La0.1、M

BC(a、b)、MC(c、d)的 SEM 图

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本文编号：2782339