生物聚合物载铁吸附剂强化去除水中微量锑的研究
发布时间：2023-05-14 07:01
中国是一个产锑大国,因此锑污染的问题日益严重,锑污染的治理越来越受到各界的广泛关注。常规的水处理方法对于治理高浓度的含锑废水效果较好,能够快速降低锑污染的浓度。但随着对锑污染的认识及其排放标准的提高,常规方法已发现难以满足新的排放标准,造成对人类健康和环境污染的具体潜在威胁。当务之急,亟需开发一种能够有效处理微量含锑废水的方法。本研究采用课题组研发的生物聚合物载铁吸附剂(CS/CA-Fe),处理水中不同形态的锑,研究其吸附性能与机理;同时,研究水中金属阳离子引起的吸附剂表面特性及其对水中锑的吸附性能的影响;详细地探讨了金属阳离子强化吸附除锑的机理。在静态吸附条件的基础上,将吸附剂填充于吸附柱中,模拟含锑废水,对动态吸附柱的条件参数也进行了考察。本课题首先对比研究了CS/CA-Fe对水中两种价态的无机锑,Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附行为,包括溶液pH和竞争离子对吸附行为的影响,吸附动力学和热力学,以及吸附剂的再生性能。结果表明,随着溶液pH值的逐渐升高,Sb(Ⅴ)去除效果逐渐降低,pH为4时吸附效果较好;但Sb(Ⅲ)的去除效率受pH的影响较小。不同价态竞争离子的实验结果表明,随着竞争离子...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 水中锑污染的来源与危害
1.2 水中除锑的研究现状
1.2.1 混凝沉淀法
1.2.2 离子交换法
1.2.3 膜分离法
1.2.4 电化学法
1.2.5 生物法
1.2.6 吸附法
1.3 壳聚糖在水处理中的应用
1.3.1 壳聚糖的特性
1.3.2 壳聚糖在水处理中的应用
1.4 含铁复合材料在水处理中的应用
1.5 选题的依据和意义
1.6 研究内容及技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线图
第二章 实验材料及方法
2.1 实验仪器和试剂
2.1.1 主要仪器
2.1.2 化学药剂
2.2 吸附剂的制备
2.3 表征方法
2.3.1 傅里叶转换红外光谱分析(FTIR)
2.3.2 电子扫描显微镜(SEM)
2.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.4 Zeta电位分析
2.4 吸附实验
2.4.1 不同形态锑吸附特性实验
2.4.2 阳离子协同吸附实验
2.4.3 动态吸附柱实验
2.4.4 再生实验
2.4.5 分析测试方法
2.5 数据分析
2.5.1 锑吸附的相关计算
2.5.2 吸附动力学
2.5.3 吸附平衡与吸附等温线
第三章 CS/CA-Fe对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附对比研究
3.1 表征分析
3.1.1 扫描电镜
3.1.2 CS/CA-Fe表面官能团
3.1.3 CS/CA-Fe在水中的等电点
3.2 CS/CA-Fe对两种形态锑的吸附特性
3.2.1 吸附剂投量
3.2.2 不同形态锑在各pH下的吸附规律
3.2.3 竞争离子对不同形态锑的吸附性能影响
3.2.4 不同形态锑的吸附动力学
3.2.5 不同形态锑的吸附等温线
3.3 针对不同形态锑的吸附剂再生方法
3.3.1 再生剂的选择
3.3.2 不同形态锑的吸附剂重复使用效率
3.4 不同形态锑的吸附机理
3.4.1 XPS分析
3.4.2 Sb(Ⅴ)和Sb(Ⅲ)在CS/CA-Fe表面的竞争关系
3.5 CS/CA-Fe吸附柱实验
3.5.1 吸附柱的穿透曲线
3.5.2 空床接触时间
3.5.3 pH值
3.5.4 填料高度
3.5.5 初始浓度
3.5.6 吸附柱的再生
3.6 本章小结
第四章 金属阳离子强化CS/CA-Fe对锑的吸附研究
4.1 多种金属阳离子对Sb(Ⅴ)吸附性能的影响
4.2 Cu2+对Sb(Ⅴ)的吸附性能影响
4.2.1 Cu2+浓度对吸附性能的影响
4.2.2 Cu2+共存时Sb(Ⅴ)的吸附动力学
4.2.3 Cu2+共存时对Sb(Ⅴ)的吸附等温线
4.2.4 Cu2+共存时不同pH下的Sb(Ⅴ)吸附规律
4.2.5 Cu2+与Sb(Ⅴ)吸附顺序对吸附量的影响
4.3 阳离子强化CS/CA-Fe除锑的吸附机理
4.3.1 吸附前后pH变化
4.3.2 吸附前后XPS分析
4.4 本章总结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
图表目录
致谢
作者简介
本文编号：3817418
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 水中锑污染的来源与危害
1.2 水中除锑的研究现状
1.2.1 混凝沉淀法
1.2.2 离子交换法
1.2.3 膜分离法
1.2.4 电化学法
1.2.5 生物法
1.2.6 吸附法
1.3 壳聚糖在水处理中的应用
1.3.1 壳聚糖的特性
1.3.2 壳聚糖在水处理中的应用
1.4 含铁复合材料在水处理中的应用
1.5 选题的依据和意义
1.6 研究内容及技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线图
第二章 实验材料及方法
2.1 实验仪器和试剂
2.1.1 主要仪器
2.1.2 化学药剂
2.2 吸附剂的制备
2.3 表征方法
2.3.1 傅里叶转换红外光谱分析(FTIR)
2.3.2 电子扫描显微镜(SEM)
2.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.4 Zeta电位分析
2.4 吸附实验
2.4.1 不同形态锑吸附特性实验
2.4.2 阳离子协同吸附实验
2.4.3 动态吸附柱实验
2.4.4 再生实验
2.4.5 分析测试方法
2.5 数据分析
2.5.1 锑吸附的相关计算
2.5.2 吸附动力学
2.5.3 吸附平衡与吸附等温线
第三章 CS/CA-Fe对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附对比研究
3.1 表征分析
3.1.1 扫描电镜
3.1.2 CS/CA-Fe表面官能团
3.1.3 CS/CA-Fe在水中的等电点
3.2 CS/CA-Fe对两种形态锑的吸附特性
3.2.1 吸附剂投量
3.2.2 不同形态锑在各pH下的吸附规律
3.2.3 竞争离子对不同形态锑的吸附性能影响
3.2.4 不同形态锑的吸附动力学
3.2.5 不同形态锑的吸附等温线
3.3 针对不同形态锑的吸附剂再生方法
3.3.1 再生剂的选择
3.3.2 不同形态锑的吸附剂重复使用效率
3.4 不同形态锑的吸附机理
3.4.1 XPS分析
3.4.2 Sb(Ⅴ)和Sb(Ⅲ)在CS/CA-Fe表面的竞争关系
3.5 CS/CA-Fe吸附柱实验
3.5.1 吸附柱的穿透曲线
3.5.2 空床接触时间
3.5.3 pH值
3.5.4 填料高度
3.5.5 初始浓度
3.5.6 吸附柱的再生
3.6 本章小结
第四章 金属阳离子强化CS/CA-Fe对锑的吸附研究
4.1 多种金属阳离子对Sb(Ⅴ)吸附性能的影响
4.2 Cu2+对Sb(Ⅴ)的吸附性能影响
4.2.1 Cu2+浓度对吸附性能的影响
4.2.2 Cu2+共存时Sb(Ⅴ)的吸附动力学
4.2.3 Cu2+共存时对Sb(Ⅴ)的吸附等温线
4.2.4 Cu2+共存时不同pH下的Sb(Ⅴ)吸附规律
4.2.5 Cu2+与Sb(Ⅴ)吸附顺序对吸附量的影响
4.3 阳离子强化CS/CA-Fe除锑的吸附机理
4.3.1 吸附前后pH变化
4.3.2 吸附前后XPS分析
4.4 本章总结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
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作者简介
本文编号：3817418
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