菊花状β-FeOOH的制备及其对铬天青S的吸附研究

发布时间：2018-06-30 06:56

  本文选题：菊花状β-FeOOH + 酸洗废液　； 参考：《河北师范大学》2016年硕士论文

【摘要】：在人们生活和国民经济建设中,钢铁材料是最重要的结构材料和产量最大的功能材料。在目前的钢铁企业和电镀行业中,酸洗是钢铁表面前期处理钢铁表面前期的一个必要流程,因此产生了大量的酸洗废液。酸洗废液的腐蚀性强、Fe元素含量高,如不妥善处理,不仅会严重的影响环境,而且会造成资源浪费,甚至会影响人类健康。就酸洗废液处理发展的现状而言,酸洗废液的利用一直是人们关注的热点课题。本课题组一直从事铁氧化物的液相合成、机理分析和在污水处理中的应用研究,在前期研究中,我们曾以(盐酸)钢铁酸洗废液为原料,利用简单的沸腾回流法制备出具有类菊花形状的β-FeOOH微粒,本文在对酸洗废液进行元素分析的基础上,以纯试剂Fe3+、Fe2+盐溶液模拟酸洗废液的主要成分,系统研究花状β-FeOOH微粒的成因,揭示花状β-FeOOH微粒的形成机理,阐明制备花状β-FeOOH微粒的最佳实验条件,为实现利用钢铁酸洗废液可控制备花状β-FeOOH微粒提供理论基础和实验依据,同时探讨其在水处理领域的应用。该研究体现了废物资源化利用的理念,具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文的主要研究内容及成果包括：本论文的主要研究内容及成果包括：(1)以纯试剂为原料模拟酸洗废液主要成分,探究尿素、Fe(Ⅱ)、SO42-、Al(Ⅲ)、初始pH等因素对花状的β-FeOOH微粒形貌的影响,利用5因素4水平的正交设计考察了各因素在花状p-FeOOH形成过程中作用,利用极差分析得到了制备菊花状β-FeOOH的最佳实验条件：pH=1.4, CFe(Ⅲ)/CFe(Ⅱ)=1:2, CAl(Ⅲ)=0.03, CSO42-=0.1, CCH4N2O=0.25。(2)在不同实验条件下,以时间为变量进行定时取样实验,利用XRD、HRTEM、SEM、 IR、TG-DSC等技术表征所得样品,推测花状的β-FeOOH微粒的形成机理。结果表明：S042-离子的存在对于花状结构的β-FeOOH的形成起着关键的作用,由于S042-与Fe(Ⅲ)之间存在较强的结合力,在反应初期上述体系首先形成“针垫”或“刺球”状的施氏矿物,因β-FeOOH与施氏矿物具有相同的晶体结构,结构中的三维隧道可以由S042-支撑也可以由Cl-支撑；当有限的S042-消耗完以后,Cl-进入到三维隧道结构中,可以使β-FeOOH继续沿着“针垫”中“针”的方向生长,又因尿素受热分解后产生OH-,能够加速Fe(Ⅲ)的水解过程致使β-FeOOH可以快速形成。Fe(Ⅱ)和Al(Ⅲ)离子的作用则是为β-FeOOH的成长提供了高离子强度的环境。(3)以制备的花状β-FeOOH为吸附剂,以铬天青S(CAS)为受试污染物构建研究体系,探究了pH、污染物的初始浓度、吸附剂用量以及温度对菊花状β-FeOOH吸附CAS的影响,研究了吸附的热力学和动力学过程。结果表明：β-FeOOH对CAS表现出超高的吸附容量,吸附率随pH值增大而降低,随污染物的初始浓度的增加CAS吸附量增加；温度升高CAS的吸附量略有减少。通过比较酸性媒介黑T(EBT)和酸性媒介黄10(MY10)和CAS在β-FeOOH上的吸附,揭示了CAS表现出超高的吸附容量的原因是CAS易发生聚合并形成多分子层吸附。
[Abstract]:In this paper , the main contents and achievements of acid pickling waste liquid are studied in this paper . ( 2 ) Under different experimental conditions , the formation mechanism of 尾 - Feooh particles was estimated by means of XRD , HRTEM , SEM , IR , TG - DSC . The results show that the existence of S042 - ion plays a key role in the formation of 尾 - Feooh .
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本文编号：2085407