铁锰氧化物/生物炭复合材料对水中硝酸根和六价铬的吸附特性
发布时间：2021-01-07 12:46
水中高浓度的无机含氧阴离子如硝酸根、六价铬等,不仅会导致一些环境问题,而且会对人体健康产生危害。生物炭是对生物质通过高温缺氧裂解制备而得的一种炭材料。由于其丰富的孔隙结构和较高的比表面积,已经被用来吸附不同的污染物,可以通过改性的方法来提高对污染物的吸附效果。本论文热解经过氯化铁和高锰酸钾浸渍的小麦秸秆,制备铁锰金属氧化物/生物炭复合材料（BC、BCFe、BCMn、BCFe0.5Mn1、BCFe1Mn1和BCFe1.5Mn1）,用于去除废水中的硝酸根和六价铬。通过间歇吸附实验和连续吸附实验考察改性前后生物炭对水中对硝酸根和六价铬的吸附性能,并对其去除机理进行了探讨。主要研究结果如下:（1）通过X射线光电子能谱和扫描电镜分析,发现铁锰氧化物/生物炭复合材料表面形成了Fe（Ⅲ）/Mn（IV）二元金属氧化物颗粒。制备优化结果表明,BCFe1Mn1样品的比表面积可达153.116 m2·g-1,高于未改性生物炭和铁单独改性生物炭;零电荷点升高,为9.76。（2）改性前后生物炭中,BCFe1Mn1样品对NO3-的去除率最高,达到78.7%,主要归因于其较高的零电荷点和比表面积。酸性条件下有利于B...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
连续吸附装置
19b)：BCFe；(c)：BCMn；(d)：BCFe0.5Mn1；(e)：BCFe1Mn1；(f)：BC图 3-1 改性前后生物炭 XPS 全谱图Fig.3-1 XPS spectra of modified and unmodified biochar samples改性前后生物炭表面的元素组成，从表中可知，经过改性后， 元素含量明显增加，但 C 元素的含碳量明显下降，说明 Fe、M面的 C 元素，很好的附着于生物炭表面。BCFe1Mn1样品表面Mn 元素含量高，而 BCFe 样品表面 Fe 元素的含量却比 BCMn量低，这可能是由于高锰酸钾是强氧化剂，在改性过程中会放高附着效率，提高了 Fe 元素的含量，并且复合改性后 Fe 元BCFe1Mn1﹥BCFe0.5Mn1，Mn 元素的含量 BCFe0.5Mn1﹥BC改性后生物炭表面的 O 元素含量有所增加，表明生物炭表面有
21图 3-2 BCFe1Mn1样品主要元素 XPS 图谱Fig. 3-2 XPS spectra of main elements of BCFe1Mn1samples后生物炭的 FTIR 分析改性前后的生物炭 BC、BCMn、BCFe 和 BCFe1Mn1样品进行TIR)分析，结果如图 3-3 所示。BC 样品表面具有丰富的-1处为羟基-OH 的伸缩振动；1631 cm-1处为多环芳烃的 C=O 1405 cm-1处为甲基-CH3的伸缩振动；1198 cm-1处为纤维素或伸缩振动。改性后生物炭样品表面也有 BC 样品表面所含有的官及峰宽有所不同，说明不同材料表面官能团数量可能会有差
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁锰氧化物/生物炭复合材料对水中硝酸根的吸附特性[J]. 郑晓青,韦安磊,张一璇,史良于,张潇. 环境科学. 2018(03)
[2]水产养殖中亚硝酸盐毒性影响及处理的研究进展[J]. 薛静怡,宗雅丽,侯玉,杨俊艺,杨俊丽,李希磊,崔龙波. 渔业研究. 2017(04)
[3]水生植物制生物炭对硝态氮的吸附规律研究[J]. 王博,叶春,李法云,曲乾,陈鑫. 中国环境科学. 2017(01)
[4]工业含铬废水处理技术研究进展[J]. 周栋,高娜,高乐. 中国冶金. 2017(01)
[5]两种木材生物炭对铜离子的吸附特性及其机制[J]. 王彤彤,马江波,曲东,张晓媛,郑纪勇,张兴昌. 环境科学. 2017(05)
[6]小麦秸秆生物炭对水中对羟基苯甲酸乙酯的吸附特性[J]. 高欢,韦安磊,郑晓青,张一璇,宋进喜,张潇. 环境科学学报. 2017(07)
[7]不同热解温度制备的玉米芯生物炭对对硝基苯酚的吸附作用[J]. 马锋锋,赵保卫. 环境科学. 2017(02)
[8]乙酰化小麦秸秆吸附水中六价铬[J]. 高欢,韦安磊,郑晓青,张一璇. 环境工程学报. 2016(09)
[9]玉米皮渣制备生物炭吸附含Cr（Ⅵ）废水研究[J]. 吴黛灵,张记市,刘文静,管凯. 齐鲁工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]六价铬对人体急性与慢性危害探究[J]. 谢文强. 资源节约与环保. 2016(07)
本文编号：2962584
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
连续吸附装置
19b)：BCFe；(c)：BCMn；(d)：BCFe0.5Mn1；(e)：BCFe1Mn1；(f)：BC图 3-1 改性前后生物炭 XPS 全谱图Fig.3-1 XPS spectra of modified and unmodified biochar samples改性前后生物炭表面的元素组成，从表中可知，经过改性后， 元素含量明显增加，但 C 元素的含碳量明显下降，说明 Fe、M面的 C 元素，很好的附着于生物炭表面。BCFe1Mn1样品表面Mn 元素含量高，而 BCFe 样品表面 Fe 元素的含量却比 BCMn量低，这可能是由于高锰酸钾是强氧化剂，在改性过程中会放高附着效率，提高了 Fe 元素的含量，并且复合改性后 Fe 元BCFe1Mn1﹥BCFe0.5Mn1，Mn 元素的含量 BCFe0.5Mn1﹥BC改性后生物炭表面的 O 元素含量有所增加，表明生物炭表面有
21图 3-2 BCFe1Mn1样品主要元素 XPS 图谱Fig. 3-2 XPS spectra of main elements of BCFe1Mn1samples后生物炭的 FTIR 分析改性前后的生物炭 BC、BCMn、BCFe 和 BCFe1Mn1样品进行TIR)分析，结果如图 3-3 所示。BC 样品表面具有丰富的-1处为羟基-OH 的伸缩振动；1631 cm-1处为多环芳烃的 C=O 1405 cm-1处为甲基-CH3的伸缩振动；1198 cm-1处为纤维素或伸缩振动。改性后生物炭样品表面也有 BC 样品表面所含有的官及峰宽有所不同，说明不同材料表面官能团数量可能会有差
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁锰氧化物/生物炭复合材料对水中硝酸根的吸附特性[J]. 郑晓青,韦安磊,张一璇,史良于,张潇. 环境科学. 2018(03)
[2]水产养殖中亚硝酸盐毒性影响及处理的研究进展[J]. 薛静怡,宗雅丽,侯玉,杨俊艺,杨俊丽,李希磊,崔龙波. 渔业研究. 2017(04)
[3]水生植物制生物炭对硝态氮的吸附规律研究[J]. 王博,叶春,李法云,曲乾,陈鑫. 中国环境科学. 2017(01)
[4]工业含铬废水处理技术研究进展[J]. 周栋,高娜,高乐. 中国冶金. 2017(01)
[5]两种木材生物炭对铜离子的吸附特性及其机制[J]. 王彤彤,马江波,曲东,张晓媛,郑纪勇,张兴昌. 环境科学. 2017(05)
[6]小麦秸秆生物炭对水中对羟基苯甲酸乙酯的吸附特性[J]. 高欢,韦安磊,郑晓青,张一璇,宋进喜,张潇. 环境科学学报. 2017(07)
[7]不同热解温度制备的玉米芯生物炭对对硝基苯酚的吸附作用[J]. 马锋锋,赵保卫. 环境科学. 2017(02)
[8]乙酰化小麦秸秆吸附水中六价铬[J]. 高欢,韦安磊,郑晓青,张一璇. 环境工程学报. 2016(09)
[9]玉米皮渣制备生物炭吸附含Cr（Ⅵ）废水研究[J]. 吴黛灵,张记市,刘文静,管凯. 齐鲁工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]六价铬对人体急性与慢性危害探究[J]. 谢文强. 资源节约与环保. 2016(07)
本文编号：2962584
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