铁酸锰基复合材料的制备及其吸附和催化性能研究
发布时间：2023-03-19 13:08
随着工农业的迅猛发展,产生了大量的重金属废水和制药废水,如果未经处理,而直接排放进入环境,会严重危害动植物甚至是人体的健康。尖晶石型铁酸锰具有优良的物理、化学性质,可以用作催化材料、磁性材料和气敏材料。本文将其负载在大比表面积的载体上,通过浸渍法或水热共沉淀法,合成了两种对重金属离子具有优良吸附性能的磁性复合吸附剂,探究了其吸附行为和吸附机理。另外,针对合成的铁酸锰负载在二氧化硅和壳聚糖上的复合磁性吸附剂,还将其用于催化过硫酸盐产生高氧化还原电位的硫酸根自由基(SO4-·),氧化有机物含量高、成分复杂的制药废水方面。主要研究内容如下:(1)控制投加的M(Fe3+):M(Mn2+)=2:1(摩尔比),通过水热共沉淀法合成了磁性尖晶石型铁酸锰(MnFe2O4),并借助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)等手段对其进行了表征。结果表明,通过该方法成功制备了具有尖晶石型结构的MnFe2
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 含铜锌重金属废水的来源、危害
1.3 工业废水中重金属的处理方法
1.3.1 化学沉淀法
1.3.2 电化学法
1.3.3 溶剂萃取法
1.3.4 离子交换法
1.3.5 生物法
1.3.6 吸附法
1.4 制药废水的水质特点、危害
1.5 制药废水的处理方法
1.5.1 物化法
1.5.2 化学法
1.5.3 生化法
1.6 尖晶石型铁酸锰作为吸附剂和催化剂的应用
1.7 吸附法去除重金属和染料的研究进展
1.7.1 三氧化二铝在含重金属废水处理中的应用
1.7.2 二氧化硅在含重金属废水处理中的应用
1.7.3 壳聚糖在含重金属废水处理中的应用
1.8 课题来源,研究背景、意义及主要内容
1.8.1 课题来源及名称
1.8.2 研究背景及意义
1.8.3 研究的主要内容
1.8.4 技术路线图
第二章 实验材料和研究方法
2.1 实验所用仪器及试剂
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验试剂
2.2 模拟废水的配置
2.2.1 含重金属铜、锌和亚甲基蓝模拟废水的配置
2.2.2 制药废水
2.3 各种指标的测定方法
2.3.1 重金属铜和锌的测定方法及其标准曲线
2.3.2 MB、氨氮的测定方法及其标准曲线
2.3.3 COD和色度的测定方法
2.4 吸附实验方法及其理论基础
2.4.1 去除率及吸附量
2.4.2 吸附等温线模型
2.4.3 吸附动力学方程
2.5 材料及水样表征方法
2.5.1 扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)表征
2.5.2 振动样品磁强计(VSM)表征
2.5.3 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征
2.5.4 X射线衍射仪(XRD)表征
2.5.5 X射线光电子能谱仪(XPS)表征
2.5.6 比表面积分析仪(BET)表征
2.5.7 三维荧光激发-发射光谱仪(3DEEMs)表征
第三章 磁性尖晶石型MnFe2O4吸附剂的制备及其对铜或锌的吸附性能研究
3.1 MnFe2O4吸附剂的制备
3.2 MnFe2O4吸附剂的表征
3.2.1 SEM
3.2.2 XRD
3.2.3 FTIR
3.2.4 BET
3.3 不同因素对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.1 不同pH下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.2 不同吸附剂投加量下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.3 不同铜或锌初始浓度下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.4 不同反应时间下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.4 MnFe2O4吸附铜或锌的吸附等温线模型和动力学方程研究
3.4.1 MnFe2O4吸附铜或锌的吸附等温线模型研究
3.4.2 MnFe2O4吸附铜或锌的吸附动力学方程研究
3.5 MnFe2O4脱附再生实验
3.6 吸附机理
3.7 本章小结
第四章 磁性MnFe2O4@Al2O3吸附剂的制备及其对铜的吸附性能研究
4.1 MnFe2O4@Al2O3吸附剂的制备
4.2 MnFe2O4@Al2O3吸附剂的表征
4.2.1 VSM
4.2.2 SEM
4.2.3 XRD
4.2.4 FTIR
4.2.5 XPS
4.2.6 BET
4.3 不同因素对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.1 不同pH下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.2 不同吸附剂投加量下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.3 不同铜初始浓度下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.4 不同反应时间下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.4 MnFe2O4@Al2O3吸附铜的吸附等温线模型和吸附动力学方程研究
4.4.1 MnFe2O4@Al2O3吸附铜的吸附等温线模型研究
4.4.2 MnFe2O4@Al2O3吸附铜的吸附动力学方程研究
4.5 竞争离子对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.6 MnFe2O4@Al2O3脱附再生实验
4.7 吸附机理
4.8 本章小结
第五章 磁性MnFe2O4@CS-SiO2吸附剂的制备及其对锌和MB的吸附性能研究
5.1 MnFe2O4@CS-SiO2吸附剂的制备
5.2 MnFe2O4@CS-SiO2吸附剂的表征
5.2.1 VSM
5.2.2 SEM+EDS+mapping
5.2.3 XRD
5.2.4 FTIR
5.2.5 XPS
5.2.6 BET
5.3 不同因素对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.1 不同pH下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.2 不同吸附剂投加量下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.3 不同锌或MB初始浓度下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.4 不同反应时间下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.4 MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的吸附等温线模型和吸附动力学方程研究
5.4.1 MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的吸附等温线模型研究
5.4.2 MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的吸附动力学方程研究
5.5 MnFe2O4@CS-SiO2脱附再生实验
5.6 吸附机理
5.7 本章小结
第六章 基于磁性MnFe2O4@CS-SiO2催化Na2S2O8产生的硫酸根自由基(SO4
-·)在降解制农药废水中的应用
6.1 不同因素下制农药废水中各种指标的降解情况
6.1.1 不同pH的影响
6.1.2 不同氧化剂投加量的影响
6.1.3 不同催化剂投加量的影响
6.1.4 不同反应时间的影响
6.2 反应前后水样的表征
6.2.1 反应前后水样的FTIR表征
6.2.2 反应前后水样的3DEEMs的表征
6.3 催化剂的重复利用
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3765304
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 含铜锌重金属废水的来源、危害
1.3 工业废水中重金属的处理方法
1.3.1 化学沉淀法
1.3.2 电化学法
1.3.3 溶剂萃取法
1.3.4 离子交换法
1.3.5 生物法
1.3.6 吸附法
1.4 制药废水的水质特点、危害
1.5 制药废水的处理方法
1.5.1 物化法
1.5.2 化学法
1.5.3 生化法
1.6 尖晶石型铁酸锰作为吸附剂和催化剂的应用
1.7 吸附法去除重金属和染料的研究进展
1.7.1 三氧化二铝在含重金属废水处理中的应用
1.7.2 二氧化硅在含重金属废水处理中的应用
1.7.3 壳聚糖在含重金属废水处理中的应用
1.8 课题来源,研究背景、意义及主要内容
1.8.1 课题来源及名称
1.8.2 研究背景及意义
1.8.3 研究的主要内容
1.8.4 技术路线图
第二章 实验材料和研究方法
2.1 实验所用仪器及试剂
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验试剂
2.2 模拟废水的配置
2.2.1 含重金属铜、锌和亚甲基蓝模拟废水的配置
2.2.2 制药废水
2.3 各种指标的测定方法
2.3.1 重金属铜和锌的测定方法及其标准曲线
2.3.2 MB、氨氮的测定方法及其标准曲线
2.3.3 COD和色度的测定方法
2.4 吸附实验方法及其理论基础
2.4.1 去除率及吸附量
2.4.2 吸附等温线模型
2.4.3 吸附动力学方程
2.5 材料及水样表征方法
2.5.1 扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)表征
2.5.2 振动样品磁强计(VSM)表征
2.5.3 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征
2.5.4 X射线衍射仪(XRD)表征
2.5.5 X射线光电子能谱仪(XPS)表征
2.5.6 比表面积分析仪(BET)表征
2.5.7 三维荧光激发-发射光谱仪(3DEEMs)表征
第三章 磁性尖晶石型MnFe2O4吸附剂的制备及其对铜或锌的吸附性能研究
3.1 MnFe2O4吸附剂的制备
3.2 MnFe2O4吸附剂的表征
3.2.1 SEM
3.2.2 XRD
3.2.3 FTIR
3.2.4 BET
3.3 不同因素对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.1 不同pH下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.2 不同吸附剂投加量下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.3 不同铜或锌初始浓度下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.3.4 不同反应时间下对MnFe2O4吸附铜或锌的影响
3.4 MnFe2O4吸附铜或锌的吸附等温线模型和动力学方程研究
3.4.1 MnFe2O4吸附铜或锌的吸附等温线模型研究
3.4.2 MnFe2O4吸附铜或锌的吸附动力学方程研究
3.5 MnFe2O4脱附再生实验
3.6 吸附机理
3.7 本章小结
第四章 磁性MnFe2O4@Al2O3吸附剂的制备及其对铜的吸附性能研究
4.1 MnFe2O4@Al2O3吸附剂的制备
4.2 MnFe2O4@Al2O3吸附剂的表征
4.2.1 VSM
4.2.2 SEM
4.2.3 XRD
4.2.4 FTIR
4.2.5 XPS
4.2.6 BET
4.3 不同因素对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.1 不同pH下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.2 不同吸附剂投加量下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.3 不同铜初始浓度下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.3.4 不同反应时间下对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.4 MnFe2O4@Al2O3吸附铜的吸附等温线模型和吸附动力学方程研究
4.4.1 MnFe2O4@Al2O3吸附铜的吸附等温线模型研究
4.4.2 MnFe2O4@Al2O3吸附铜的吸附动力学方程研究
4.5 竞争离子对MnFe2O4@Al2O3吸附铜的影响
4.6 MnFe2O4@Al2O3脱附再生实验
4.7 吸附机理
4.8 本章小结
第五章 磁性MnFe2O4@CS-SiO2吸附剂的制备及其对锌和MB的吸附性能研究
5.1 MnFe2O4@CS-SiO2吸附剂的制备
5.2 MnFe2O4@CS-SiO2吸附剂的表征
5.2.1 VSM
5.2.2 SEM+EDS+mapping
5.2.3 XRD
5.2.4 FTIR
5.2.5 XPS
5.2.6 BET
5.3 不同因素对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.1 不同pH下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.2 不同吸附剂投加量下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.3 不同锌或MB初始浓度下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.3.4 不同反应时间下对MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的影响
5.4 MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的吸附等温线模型和吸附动力学方程研究
5.4.1 MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的吸附等温线模型研究
5.4.2 MnFe2O4@CS-SiO2吸附锌或MB的吸附动力学方程研究
5.5 MnFe2O4@CS-SiO2脱附再生实验
5.6 吸附机理
5.7 本章小结
第六章 基于磁性MnFe2O4@CS-SiO2催化Na2S2O8产生的硫酸根自由基(SO4
-·)在降解制农药废水中的应用
6.1 不同因素下制农药废水中各种指标的降解情况
6.1.1 不同pH的影响
6.1.2 不同氧化剂投加量的影响
6.1.3 不同催化剂投加量的影响
6.1.4 不同反应时间的影响
6.2 反应前后水样的表征
6.2.1 反应前后水样的FTIR表征
6.2.2 反应前后水样的3DEEMs的表征
6.3 催化剂的重复利用
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3765304
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