水溶性石墨烯负载纳米零价铁去除水中Cr（Ⅵ）的研究

发布时间：2021-02-08 11:00

　　铬（Cr）是常见重金属污染物之一。铬矿石在木材防腐剂、皮革鞣制、油漆配方、钢铁加工和金属加工中的使用是铬污染的主要来源。它在自然界中常常以Cr（III）和Cr（Ⅵ）氧化物的形式存在,其中,Cr（Ⅵ）的毒性大、可溶性强,对环境和人类健康构成严重威胁。与许多有机污染物不同,Cr（Ⅵ）难以通过典型的环境和生物过程降解或去除,因此研究开发安全高效的水体Cr（Ⅵ）去除技术方法至关重要。近年来,纳米零价铁（nZⅥ或nFe⁰）因其自身独特的性能,如较大的比表面积,高反应活性,易于分离和回收等,被广泛应用于环境污染修复。然而,它极易与周围介质发生反应,形成钝化层,导致其反应活性降低。此外,nZⅥ颗粒之间易团聚,也会极大地降低可利用的比表面积,影响nZⅥ与污染物之间的反应。本课题使用石墨烯（rGO）对nZⅥ进行负载稳定化处理,在防止其团聚的同时,还可以通过铁碳原电池原理提供电子传递路径,提高其使用效率。同时,为解决rGO在水中分散性差,且表面负电容易排斥Cr（Ⅵ）阴离子这一问题,本课题还引入水溶性、吸附性强、表面带正电的层状双氢氧化镁铝（MgAl-LDH,简称LDH）,以进一步改善... 

【文章来源】：重庆工商大学重庆市

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 水体中Cr（Ⅵ）的污染与治理技术
        1.2.1 Cr（Ⅵ）的来源及危害
        1.2.2 Cr（Ⅵ）的主要治理技术
    1.3 纳米零价铁的研究现状
        1.3.1 纳米零价铁的性质
        1.3.2 纳米零价铁的制备方法
        1.3.3 纳米零价铁优化体系的研究进展
    1.4 石墨烯优化纳米零价铁体系的研究进展
    1.5 层状双金属氢氧化物
    1.6 课题研究目的及主要内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 主要内容
    1.7 本章小结
第2章 实验部分
    2.1 实验主要试剂及仪器
        2.1.1 主要实验材料及试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法和装置
        2.2.1 主要材料的制备方法
        2.2.2 储备液的配制方法
        2.2.3 Cr（Ⅵ）去除的间歇式实验方法
    2.3 分析方法
        2.3.1 Cr（Ⅵ）标准曲线的绘制
        2.3.2 Cr（Ⅵ）浓度测定
    2.4 主要表征方法
        2.4.1 分散性测定
        2.4.2 Zeta电位测定
        2.4.3 扫描电子显微镜（SEM）
        2.4.4 X射线衍射（XRD）
        2.4.5 X射线光电子能谱（XPS）
    2.5 本章小结
第3章 材料制备与表征
    3.1 扫描电子显微镜（SEM）分析
    3.2 分散性分析
    3.3 Zeta电位分析
    3.4 X射线衍射（XRD）分析
    3.5 X射线光电子能谱（XPS）分析
    3.6 本章小结
第4章 nZⅥ@LDH-rGO稳定化体系对水中Cr（Ⅵ）去除效果的研究
    4.1 nZⅥ@LDH-rGO稳定化体系对水中Cr（Ⅵ）的去除
    4.2 nZⅥ@LDH-rGO稳定化体系的优化
        4.2.1 r GO与 LDH比例的调控
        4.2.2 nZⅥ负载比例的调控
        4.2.3 LDH-rGO载体使用量的调控
    4.3 环境因素对水中Cr（Ⅵ）去除效率的影响
        4.3.1 初始Cr（Ⅵ）浓度的影响
        4.3.2 初始pH值的影响
        4.3.3 反应温度的影响
        4.3.4 共存离子的影响
        4.3.5 腐殖质浓度的影响
    4.4 材料的循环与再生
    4.5 本章小结
第5章 反应动力学模型及机理分析
    5.1 反应动力学模型
        5.1.1 nZⅥ负载量与表观速率常数的关系
        5.1.2 LDH-rGO载体使用量与表观速率常数的关系
        5.1.3 初始Cr（Ⅵ）浓度与表观速率常数的关系
        5.1.4 初始pH值与表观速率常数的关系
        5.1.5 反应温度与表观速率常数的关系
    5.2 机理分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研成果与参加课题情况


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[2]活性炭负载纳米零价铁去除矿山废水中Cu2+和Cr6+的研究[D]. 陈健.江西理工大学 2016
[3]膨胀石墨负载纳米铁对废水中U（Ⅵ）的去除特性研究[D]. 胡珂琛.南华大学 2015
[4]稳定纳米零价铁的制备与修复土壤中六价铬的研究[D]. 何陈.上海大学 2015
[5]负载纳米零价铁铜藻基活性炭去除水中六价铬[D]. 武晓.浙江工业大学 2015
[6]CMC对纳米零价铁去除污染水体中六价铬的影响[D]. 钱慧静.浙江大学 2008



本文编号：3023819