紫外辐射改性碳材料对水中重金属的吸附研究

发布时间：2023-12-09 17:12

　　随着工业化和城市化的快速发展，水体及土壤受重金属污染日趋严重，对环境和人体健康造成很大的威胁，因此，有效治理重金属污染十分迫切。近年来研究发现，生物质炭对多种重金属具有吸附作用，同时其原料来源广泛、价格低廉、无次生污染，用于重金属污染治理极具前景。对生物质炭的改性还可以进一步提高其对重金属的吸附性能，但目前常采用的化学改性方法具有二次污染的风险。因此，寻找一种高效、安全、操作方便以及环境友好的的生物炭改性方法，对于将生物质炭开发成为新型环境功能材料具有现实意义和科学研究价值。 本文以松木生物质炭（PWC）、竹炭（BC）、活性炭（AC）为材料，研究了紫外辐射改性提高其吸附性能的可行性，比较了上述三种材料紫外辐射改性效果的差异。通过对改性前后碳材料的元素含量、表面官能团、比表面积及孔隙结构等理化性质的表征探究了紫外辐射改性的机理。在此基础上，采用最佳改性碳材料，研究了改性碳材料对重金属的吸附去除效果以及影响因素、动力学和等温吸附模型等，得到如下结论： 1）紫外辐射改性能够大幅度地提高碳材料尤其是生物质炭的吸附性能，最佳辐射改性参数为：辐射波长365nm(UVA)，时间16h，辐射距离60m...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 概述
    1.1 含重金属废水处理研究现状
        1.1.1 含重金属废水的来源与特点
        1.1.2 含重金属废水的危害
        1.1.3 含重金属废水的处理方法
    1.2 碳材料处理含重金属废水的研究现状
        1.2.1 活性炭
        1.2.2 生物质炭
        1.2.3 碳材料吸附影响因素
        1.2.4 碳材料吸附机理
    1.3 紫外辐射技术在水处理领域的研究现状
        1.3.1 紫外辐射的应用
        1.3.2 紫外辐射的原理
        1.3.3 紫外辐射改性技术的提出
    1.4 课题背景与研究目的
        1.4.1 研究背景与意义
        1.4.2 研究目的和内容
        1.4.3 课题的创新之处
2 实验材料与研究方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 材料制备
        2.1.2 药品与试剂
        2.1.3 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 改性方法
        2.2.2 主要试剂
        2.2.3 吸附实验
        2.2.4 实验质量控制
    2.3 分析方法
        2.3.1 去除率和吸附量的计算
        2.3.2 理化性质的测定
        2.3.3 动力学模型
        2.3.4 等温线方程
3 UV 改性碳材料辐射参数的研究
    3.1 辐射波长
    3.2 最佳辐射参数
        3.2.1 辐射时间
        3.2.2 辐射距离
        3.2.3 辐射参数显著性分析
    3.3 辐射机理的探究
    3.4 小结
4 UV 改性炭对水中重金属 Pb²⁺、Cd²⁺的吸附研究
    4.1 UV 改性炭对水中重金属 Pb²⁺、Cd²⁺的吸附效果研究
    4.2 UV 改性炭去除水中 Pb²⁺的影响因素研究
        4.2.1 吸附动力学
        4.2.2 pH 值的影响
        4.2.3 初始浓度的影响
        4.2.4 温度的影响
    4.3 UV 改性炭对去除水中 Cd²⁺的影响因素研究
        4.3.1 吸附动力学
        4.3.2 pH 值的影响
        4.3.3 初始浓度的影响
        4.3.4 温度的影响
    4.4 小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 问题与建议
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
    B. 碘吸附值与时间、距离的关系的相关性分析实验数据



本文编号：3871879