新型铁铜复合氧化物去除矿山废水中锑性能及机理研究

发布时间：2017-06-15 22:12

  本文关键词：新型铁铜复合氧化物去除矿山废水中锑性能及机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：锑是一种潜在的有毒致癌重金属,锑对于人类健康和环境是非常重要的。随着国际市场的需求,导致重金属矿山的过度开采,产生大量的锑矿矿山废水,造成严重锑污染。目前对锑的处理研究相对较少。本文对利用比表面积测定技术(BET)、X射线衍射分析技术(XRD)、红外光谱分析技术(FTIR)、扫描电镜分析技术(SEM)等来对材料进行表征,来探讨铁铜复合氧化物的吸附除锑机制。并对铁铜复合氧化物的除锑性能做了全面地研究,探究其吸附动力学、吸附等温线和除锑效率的影响因素。最后对吸附材料进行了除锑机理的探究以及对吸附后溶液中铁、铜离子的释放进行了探究,防止二次污染。主要研究结果和结论归纳如下:铁铜复合氧化物去除锑的实验条件:静态实验中采用的投加量为0.03g,实验温度在5~40℃范围内,去除率随温度升高缓慢变化,实验中采用室温(25℃),振荡时间为24h,p H采用5.0,模拟锑溶液初始浓度为40mg/L,锑(III)与锑(V)吸附容量分别可达111.27mg/g和104.95mg/g。利用BET、XRD、FTIR、SEM等技术表征铁铜复合氧化物可知,复合物主要由Fe、Cu组成。铁主要以人工合成的二线水铁矿形式存在,铜以非晶态氧化铜形式存在。扫描电镜下吸附材料在吸附前无固定形貌,由大小不一的块状颗粒组成,表面为多孔状结构,排列疏松,较少出现团聚现象,对水中的锑能够有着良好的吸附作用。用Freund1ich和Langmuir等温线能够很好的描述复合物的吸附等温线。复合物对Sb(III)与Sb(V)的最大吸附量分别为169.196mg/g和149.937mg/g。当p H值处在2-10阶段内时,Sb(III)的吸附容量没有太多的变化,当p H值超过10时,吸附量明显下降。在低p H范围内(3-5),铁铜复合氧化物除Sb(V)达到最大吸附量,随着p H升高吸附量会随之下降。溶液中的共存离子SO42-、PO43-、CO32-、HCO3-对Sb(III)的吸附效果不明显。而随着SO42-、PO43-浓度的升高,Sb(V)的吸附量明显降低;CO32-、HCO3-则对于Sb(V)的吸附量几乎没有影响。
【关键词】：锑 铁铜复合氧化物 机理 废水处理
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X753
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 锑污染现状、危害12-14
• 1.2.1 锑的物化性质12-13
• 1.2.2 锑污染现状13
• 1.2.3 锑污染的危害13-14
• 1.3 国内外除锑技术概况14-17
• 1.3.1 吸附法14-16
• 1.3.2 化学沉淀法16
• 1.3.3 离子交换法16-17
• 1.3.4 其他方法17
• 1.4 常见的吸附材料17-19
• 1.4.1 纳米碳管17-18
• 1.4.2 活性氧化铝18
• 1.4.3 金属氧化物18-19
• 1.5 课题的研究内容、技术路线及创新点19-23
• 1.5.1 研究内容19-20
• 1.5.2 技术路线20-21
• 1.5.3 创新点21-23
• 第二章 材料与方法23-33
• 2.1 试验药剂与仪器23-25
• 2.1.1 试验药剂23-24
• 2.1.2 实验仪器与设备24-25
• 2.2 铁铜复合氧化物的制备25-28
• 2.2.1 共沉淀法制备铁铜复合氧化物25-26
• 2.2.2 材料表征分析26-28
• 2.3 铁铜复合氧化物除锑性能研究28-31
• 2.3.1 锑标准储备液的配置28
• 2.3.2 铁铜复合氧化物除锑动力学实验28
• 2.3.3 铁铜复合氧化物除锑等温线实验28-29
• 2.3.4 铁铜复合氧化物除锑p H影响实验29
• 2.3.5 铁铜复合氧化物除锑共存离子影响实验29
• 2.3.6 铁铜复合氧化物除锑投加量影响实验29
• 2.3.7 铁铜复合氧化物除锑温度影响实验29-30
• 2.3.8 其他吸附材料吸附实验30-31
• 2.4 分析测定方法31-33
• 2.4.1 锑浓度的测定31-32
• 2.4.2 铁、铜离子浓度的测定32-33
• 第三章 吸附材料的除锑效果对比研究33-41
• 3.1 高岭土、纳米碳管33-34
• 3.2 活性氧化铝34-35
• 3.3 还原铁粉、纳米铁35-36
• 3.4 氧化铜36-37
• 3.5 铁氧化物37
• 3.6 共沉淀法制备铁铜复合氧化物的研究37-39
• 3.6.1 锑浓度的确定37-38
• 3.6.2 铁铜摩尔比的选择38-39
• 3.7 小结39-41
• 第四章 铁铜复合氧化物的表征41-49
• 4.1 引言41
• 4.2 铁铜复合氧化物的表征41-47
• 4.2.1 X射线衍射分析(XRD)41-42
• 4.2.2 红外光谱分析(FTIR)42-43
• 4.2.3 扫描电镜(SEM)43-44
• 4.2.4 比表面积分析44-46
• 4.2.5 Zeta电位分析46-47
• 4.3 小结47-49
• 第五章 铁铜复合氧化物除锑性能的研究49-67
• 5.1 引言49
• 5.2 铁铜复合氧化物除锑等温线49-55
• 5.3 铁铜复合氧化物除锑动力学55-59
• 5.4 铁铜复合氧化物吸附锑效率的影响因素59-64
• 5.4.1 pH对铁铜复合氧化物吸附锑效率的影响59-60
• 5.4.2 吸附剂投加量对吸附锑效率的影响60-61
• 5.4.3 温度对吸附锑效率的影响61-62
• 5.4.4 共存离子对吸附锑效率的影响62-64
• 5.5 铁铜复合氧化物去除实际废水64-65
• 5.6 小结65-67
• 第六章 铁铜复合氧化物除锑机理分析及铁、铜的释放67-73
• 6.1 引言67
• 6.2 复合物除锑机理分析67-70
• 6.2.1 复合物除锑的XRD分析67-68
• 6.2.2 复合物除锑的XPS分析68-69
• 6.2.3 复合物除锑的SEM分析69-70
• 6.3 铁、铜的释放70-72
• 6.4 小结72-73
• 第七章 结论与展望73-75
• 7.1 结论73
• 7.2 展望73-75
• 参考文献75-81
• 致谢81-83
• 附录83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 万智勇;;我国锑环境污染问题现状[J];资源节约与环保;2014年08期

2 卿仔轩;;我国锑工业现状及行业发展趋势[J];湖南有色金属;2012年02期

3 徐伟;刘锐平;久辉;彭若梦;;铁锰复合氧化物吸附去除五价锑性能研究[J];环境科学学报;2012年02期

4 张亚平;张婷;陈锦芳;彭然;;水、土环境中锑污染与控制研究进展[J];生态环境学报;2011年Z2期

5 汪洪洋;吴涛;;活性氧化铝吸附在水体砷污染应急处置中的应用[J];环境科技;2009年05期

6 李双双;戴友芝;李娜;史雷;汤文琪;;铁改性海泡石的研制及吸附锑特性[J];水处理技术;2009年05期

7 李双双;戴友芝;罗春香;李芳郴;史雷;;锑在水中的形态变化及除锑技术现状[J];化工环保;2009年02期

8 王挺;王三反;陈霞;;活性氧化铝除磷吸附作用的研究[J];水处理技术;2009年03期

9 张道勇;潘响亮;穆桂金;顾会明;;铝渣吸附去除水中锑的研究[J];水处理技术;2008年10期

10 冯鹏棉;狄晓威;;锰氧化物对印染废水脱色的新研究[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2007年06期

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