基于辅助电场的改性碳纳米管薄膜对高毒性锑（Ⅲ）的氧化/吸附性能和机理

发布时间：2021-08-27 01:49

　　近年来由新型污染物锑（Sb）超标导致的一系列水环境污染和生态安全问题引起了国内外学者的高度关注。在自然水环境中,锑的赋存形态受水环境氧化还原状态影响显著,主要以三价锑（锑（Ⅲ））和五价锑（锑（V））形式存在。其中,锑（Ⅲ）是最常见的存在形式,其毒性比锑（V）高10倍。因此,开发高效、快速、经济解决锑污染的新技术,特别是针对高毒性锑（Ⅲ）化合物的新技术,是国家水资源安全可持续利用的有力保障,对缓解日益严峻的环境压力有着重要的现实意义。由于环境水体中锑浓度较低（通常在ng/L到μg/L）,当前主流处理技术往往掣肘于动力学的限制。混凝沉淀法虽然处理效率相对较高,但存在产泥量大、成本高、工艺复杂和二次污染等问题。而吸附法具有能耗低和可回收等特点,被认为是更具前景的锑污染处理技术。在本研究设计了基于二氧化钛-碳纳米管（TiO₂-CNT）复合膜的电活性过滤体系可同时实现高毒性锑（Ⅲ）的氧化和低毒性锑（V）的吸附。借助各种先进谱学和成像表征技术对锑（Ⅲ）的吸附行为、性能和机理进行了深入研究。主要研究内容如下:（1）锑（Ⅲ）去除性能研究。对比研究了本研究的连续流体系和传统混合式体... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

本文的研究技术路线

图 2-3.电活性过滤装置原理图Fig. 2-3 Schematics of electroactive filtration appa2.2.2 锑（III）吸附等温线实验为了研究 TiO2-CNT 复合膜的平衡吸附容量，进行了吸步骤是在流速为 3 mL/min，外加电压为 0 V 或 2 V，过滤时间浓度为 100-10000 g/L，pH=7，和循环过滤模式的条件下完锑（III）平衡吸附量（qe）计算方法如公式（2-1）所示式中 qe（mg/g）为平衡吸附量，C0和 Ce（mg/L）分别始浓度和平衡浓度，V（mL）代表溶液体积， m（mg）为质量（17 mg）。2.2.3 锑（III）吸附动力学实验

图 3-1. CNT（a）、TiO2-CNT（b）、TiO2-HCl-CNT（c）和 TiO2-HNO3-CNT（d）膜的 FESEM 图Fig. 3-1 FESEM characterizations of CNT (a) 、TiO2-CNT (b) 、TiO2-HCl-CNT（c）and TiO2-HNO3-CNT（d）filter3.2 TiO2-CNT 复合膜 TEM 分析图 3-2 分别为上述步骤所制备的 CNT 膜（a）和 TiO2-CNT（b）复合膜的M 图。由图（a）的高倍 TEM 图可以看出，CNT 网络具有光滑的表面，管直为 25±7 nm。从图（b）的高倍 TEM 图中可以看出所制备的 TiO2-CNT 网络有更粗糙的表面，更大的管直径为 36±9 nm，且 TiO2涂层未发生团聚现象。与上述 FESEM 图和后面 STEM 图的结果相符合。


本文编号：3365404