磁性吸附剂的制备及其性能研究

发布时间：2017-10-21 06:48

  本文关键词：磁性吸附剂的制备及其性能研究

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【摘要】：重金属废水具有水量大、水质复杂、毒性高、高酸度等特点,直接排放会造成严重的水环境污染。金属Cr(Ⅵ)和Hg(Ⅱ)用于染料生产中,但其排水中含Cr(VI)和Hg(Ⅱ)就归属于难处理的金属废水。另外,Cr(Ⅵ)和Hg(Ⅱ)对人体有致畸,致癌,致突变的作用,是国际公认的致癌金属物。其中,吸附法处理Cr(VI)废水的取得了很好的效果,金属还原法去除废水中Hg(Ⅱ)的效率也极高。首先,通过溶剂热法制得磁性吸附剂(FMS),用于模拟含Cr(Ⅵ)废水的研究；其次,借助还原-萃取二步法预处理含高浓度汞的蒽醌染料实际废水。在磁性吸附剂的制备研究中发现,前驱体1,6-己二胺的添加量影响FMS的吸附性能,为此,通过合理调控1,6-己二胺得到系列FMSn=1.3,用于处理含Cr(Ⅵ)废水,探索了吸附时间、初始浓度和pH值等对吸附Cr(Ⅵ)的影响,得到了最佳磁性吸附剂,FMS3,并借助场发射扫描电子显微镜(FES EM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和Zeta电位等表征了其微观形态。结果表明,在25℃,pH 2.0和FMS3投加量为1.0g/L等条件下,可在120 mmin内可达到饱和吸附,其最大吸附容量为63.78 mg/g；该吸附行为较好地符合二阶动力学方程和Langmuir等温模型；依据热力学参数(△G°,△H°P和△S°),表明此吸附过程为自发、吸热的熵增过程,即提高温度益于吸附发生,且可重复使用。此外,该FMS3为球形颗粒,平均粒径在45～65 nm,表面呈较强的正电性。针对含高浓度汞的蒽醌染料废水进行了还原-萃取法预处理,其结果表明：利用铁粉分级还原金属Hg(Ⅱ),可将废水中H甙II)含量由955.12 mg/L降到0.81mg/L,其去除率达99.0%,与此同时也可去除部分蒽醌物,即COD由起初的67000.0 mg/L降至45100.0 mg/L;借助萃取法有效地浓缩了蒽醌染料,废水COD值由45100.0 mg/L继续降至1760.0 mg/L,其COD去除率也达到96.1%;采用碱液反萃可实现萃取剂再生,且仍可继续萃取葸醌物,其萃取率亦能达96%。
【关键词】：溶剂热法 磁性吸附剂 Cr(Ⅵ) 还原法 萃取法 Hg(Ⅱ) 蒽醌染料废水
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.33
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-27
• 1.1 重金属废水污染现状9-12
• 1.1.1 重金属废水的概念9
• 1.1.2 重金属废水的来源9
• 1.1.3 重金属废水的特点9-11
• 1.1.4 重金属废水的危害11-12
• 1.2 重金属废水的处理方法12-15
• 1.2.1 电化学法12
• 1.2.2 微生物法12-13
• 1.2.3 化学沉淀法13-14
• 1.2.4 离子交换法14
• 1.2.5 膜分离技术14
• 1.2.6 氧化还原法14-15
• 1.3 吸附法概述15-20
• 1.3.1 吸附剂研究现状15-17
• 1.3.2 磁性吸附剂概述17-20
• 1.3.3 影响吸附过程的因素20
• 1.3.4 吸附剂的再生研究20
• 1.4 萃取法概述20-23
• 1.4.1 萃取法理论概述21
• 1.4.2 萃取法的特点21
• 1.4.3 萃取法的影响因素21-22
• 1.4.4 萃取法的研究现状22-23
• 1.5 课题研究背景23-24
• 1.6 课题研究意义24
• 1.7 课题研究内容24-27
• 第二章 磁性吸附剂的制备及表征27-49
• 2.1 实验部分27-32
• 2.1.1 材料与试剂27
• 2.1.2 实验仪器27-28
• 2.1.3 实验方法28-29
• 2.1.4 磁性吸附剂制备29-30
• 2.1.5 制备条件优化30
• 2.1.6 分析方法30-32
• 2.2 结果与讨论32-48
• 2.2.1 磁性吸附剂制备32-40
• 2.2.2 制备条件优化40-45
• 2.2.3 磁性吸附剂表征45-48
• 2.3 本章小结48-49
• 第三章 高浓度汞的蒽醌染料废水预处理研究49-57
• 3.1 废水来源及水质49
• 3.2 实验方法49-50
• 3.3 还原法除汞Hg(Ⅱ)50-52
• 3.3.1 实验药品50
• 3.3.2 实验仪器50
• 3.3.3 分析方法50
• 3.3.4 还原法主要机理50-51
• 3.3.6 还原法去除Hg(Ⅱ)实验结果51-52
• 3.4 萃取法去除蒽醌染料52-54
• 3.4.1 实验药品52
• 3.4.2 实验仪器52-53
• 3.4.3 分析方法53
• 3.4.4 萃取法机理53
• 3.4.5 萃取去除蒽醌染料结果53-54
• 3.5 反萃法再生萃取剂54-56
• 3.5.1 反萃机理54-55
• 3.5.2 反萃结果55
• 3.5.3 再生萃取剂性能评价55-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 结论与展望57-59
• 4.1 结论57
• 4.2 展望57-59
• 参考文献59-65
• 发表论文和参加科研情况65-67
• 致谢67

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本文编号：1071891