磁场/氧化石墨烯—碳纳米管协同作用于循环水的吸附和抑垢研究
发布时间：2021-09-03 08:50
随着工业化程度的提升,工业用水量随之增加。含有重金属及有机物废水的排放已对人类赖以生存的淡水资源造成了严重的污染。为了充分、高效利用有限的淡水资源减少废水的排放量,国家倡导企业通过不断改进生产技术以达到绿色生产、资源循环利用的目的。在此背景条件下工业循环水不直接使用自来水,而是对生产过程中产生的有害废水进行净化处理,去除其中的悬浮颗粒,降低污染物浓度之后引入到循环水系统。这些经净化处理的废水中仍然含有一些成垢离子、重金属离子及有机物。这些污染物在高温条件下极易与水中溶解的O2和CO2共同作用形成水垢,腐蚀管道从而降低了换热效率和循环水流量,使得产量下降次品量上升。针对此问题,本论文将纳米吸附材料和水的磁化处理技术同时作用于循环水系统,吸附剂吸附重金属和有机物的同时磁场抑制水垢生成,二者协同作用能够有效提高水处理效率,缩短了循环水的处理流程。本文所使用的吸附材料为经氨基和巯基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料（NH2-SH-GO/MWCNTs）,氧化石墨烯和碳纳米管作为新兴纳米材料中的代表,具有其他材料不可比拟的比表面积和...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 工业废水的处理方法
1.2.1 物理法
1.2.2 化学法
1.2.3 物理化学法
1.3 循环水抑垢研究
1.3.1 抑垢方法
1.3.1.1 化学抑垢
1.3.1.2 物理抑垢
1.3.2 磁场抑垢的研究现状
1.4 石墨烯、碳纳米管在吸附领域的研究现状
1.4.1 碳纳米管
1.4.2 石墨烯
1.4.3 改性石墨烯/碳纳米管复合材料
1.4.4 石墨烯、碳纳米管在吸附领域存在的问题
1.5 研究内容及意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究意义
第2章 实验材料及设备
2.1 实验试剂与设备
2.2 实验设备
2.3 实验技术路线
第3章 负载氨基和巯基的氧化石墨烯/碳纳米管的制备过程及其表征分析
3.1 实验部分
3.1.1 改进Hummer法制备氧化石墨烯(GO)
3.1.2 混酸纯化多壁碳纳米管(MWCNTs)
3.1.3 超声制备氧化石墨烯/碳纳米管(GO/MWCNTs)
3.1.4 在氧化石墨烯/碳纳米管(GO/MWCNTs)表面负载巯基
3.1.5 在氧化石墨烯/碳纳米管(SH-GO/MWCNTs)表面负载氨基
3.2 NH_2-SH-GO/MWCNTs表征分析
3.2.1 TEM
3.2.2 SEM
3.2.3 XRD
3.2.4 FT-IR
3.2.5 XPS
3.2.7 TGA
第4章 复合材料对Pb~(2+)、苯酚的吸附和对Ca~(2+)抑垢研究
4.1 吸附抑垢实验方法和步骤
4.1.1 磁场强度对吸附抑垢性能的影响
4.1.2 自由水比例的测定
4.1.3 活化能与内能的计算
4.1.4 反应时间对吸附量的影响
4.1.5 吸附质初始浓度对吸附量的影响
4.1.6 温度对Pb~(2+)和苯酚平衡浓度的影响
4.1.7 循环实验
4.2 结果与讨论
4.2.1 不同磁场强度时自由水比例的相对变化量
4.2.2 不同磁场强度时吸附量变化
4.2.3 不同磁场强度对pH值和电导率的影响
4.2.4 不同磁场强度时分子活化能、分子内能的相对变化量的变化
4.2.5 吸附时间对吸附量影响
4.2.6 吸附质初始浓度对吸附量影响
4.2.7 温度对Pb~(2+)和苯酚平衡浓度的影响
4.2.8 吸附机理研究
4.2.9 循环实验
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间参与的科研项目和所取得的成就
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁处理水阻垢性能的研究现状及进展[J]. 侯新刚,姚夏妍,姜丽丽,李传通,崔智凯,裴烈飞. 中国冶金. 2017(05)
[2]有机污染物在碳纳米管上的吸附解吸动力学研究[J]. 卢妙杰,王方,王中良. 天津师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[3]纳米吸附材料在新兴污染物治理中的研究进展[J]. 马武生,张睿,蒋建国,程爱民. 工业用水与废水. 2016(02)
[4]陶瓷介孔膜耦合光催化处理黄连素废水[J]. 管玉江,陈彬,王子波,蒋胜韬,白书立. 水处理技术. 2015(03)
[5]磁性石墨烯吸附水中Cr（Ⅵ）研究[J]. 刘伟,杨琦,李博,陈海,聂兰玉. 环境科学. 2015(02)
[6]重金属废水的处理方法[J]. 刘美玲,石琛,王丽坤. 广东化工. 2015(01)
[7]硫化物沉淀法在水源突发锌污染中的应用研究[J]. 林朋飞,张晓健,陈超. 中国给水排水. 2014(11)
[8]石墨烯/碳纳米管协同改性聚合物纳米复合材料的研究进展[J]. 王刚,蔺海兰,何飞雄,周强,杨峰,卞军. 塑料工业. 2014(05)
[9]磁性竹基炭对Pb2+、Cd2+与Cu2+的吸附机理研究[J]. 李文文,李梦蕊,赵广超. 环境科学学报. 2014(04)
[10]石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展[J]. 赵冬梅,李振伟,刘领弟,张艳红,任德财,李坚. 化学学报. 2014(02)
硕士论文
[1]交变磁场水处理装置的研制与阻垢除垢的实验研究[D]. 陈加鹏.重庆大学 2014
[2]从水污染的分类看水污染防治法的调整范围[D]. 刘瑞聆.中国海洋大学 2011
[3]有色金属冶炼生产中含砷废水和废渣的治理研究[D]. 聂静.武汉理工大学 2006
本文编号：3380808
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 工业废水的处理方法
1.2.1 物理法
1.2.2 化学法
1.2.3 物理化学法
1.3 循环水抑垢研究
1.3.1 抑垢方法
1.3.1.1 化学抑垢
1.3.1.2 物理抑垢
1.3.2 磁场抑垢的研究现状
1.4 石墨烯、碳纳米管在吸附领域的研究现状
1.4.1 碳纳米管
1.4.2 石墨烯
1.4.3 改性石墨烯/碳纳米管复合材料
1.4.4 石墨烯、碳纳米管在吸附领域存在的问题
1.5 研究内容及意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究意义
第2章 实验材料及设备
2.1 实验试剂与设备
2.2 实验设备
2.3 实验技术路线
第3章 负载氨基和巯基的氧化石墨烯/碳纳米管的制备过程及其表征分析
3.1 实验部分
3.1.1 改进Hummer法制备氧化石墨烯(GO)
3.1.2 混酸纯化多壁碳纳米管(MWCNTs)
3.1.3 超声制备氧化石墨烯/碳纳米管(GO/MWCNTs)
3.1.4 在氧化石墨烯/碳纳米管(GO/MWCNTs)表面负载巯基
3.1.5 在氧化石墨烯/碳纳米管(SH-GO/MWCNTs)表面负载氨基
3.2 NH_2-SH-GO/MWCNTs表征分析
3.2.1 TEM
3.2.2 SEM
3.2.3 XRD
3.2.4 FT-IR
3.2.5 XPS
3.2.7 TGA
第4章 复合材料对Pb~(2+)、苯酚的吸附和对Ca~(2+)抑垢研究
4.1 吸附抑垢实验方法和步骤
4.1.1 磁场强度对吸附抑垢性能的影响
4.1.2 自由水比例的测定
4.1.3 活化能与内能的计算
4.1.4 反应时间对吸附量的影响
4.1.5 吸附质初始浓度对吸附量的影响
4.1.6 温度对Pb~(2+)和苯酚平衡浓度的影响
4.1.7 循环实验
4.2 结果与讨论
4.2.1 不同磁场强度时自由水比例的相对变化量
4.2.2 不同磁场强度时吸附量变化
4.2.3 不同磁场强度对pH值和电导率的影响
4.2.4 不同磁场强度时分子活化能、分子内能的相对变化量的变化
4.2.5 吸附时间对吸附量影响
4.2.6 吸附质初始浓度对吸附量影响
4.2.7 温度对Pb~(2+)和苯酚平衡浓度的影响
4.2.8 吸附机理研究
4.2.9 循环实验
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间参与的科研项目和所取得的成就
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁处理水阻垢性能的研究现状及进展[J]. 侯新刚,姚夏妍,姜丽丽,李传通,崔智凯,裴烈飞. 中国冶金. 2017(05)
[2]有机污染物在碳纳米管上的吸附解吸动力学研究[J]. 卢妙杰,王方,王中良. 天津师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[3]纳米吸附材料在新兴污染物治理中的研究进展[J]. 马武生,张睿,蒋建国,程爱民. 工业用水与废水. 2016(02)
[4]陶瓷介孔膜耦合光催化处理黄连素废水[J]. 管玉江,陈彬,王子波,蒋胜韬,白书立. 水处理技术. 2015(03)
[5]磁性石墨烯吸附水中Cr（Ⅵ）研究[J]. 刘伟,杨琦,李博,陈海,聂兰玉. 环境科学. 2015(02)
[6]重金属废水的处理方法[J]. 刘美玲,石琛,王丽坤. 广东化工. 2015(01)
[7]硫化物沉淀法在水源突发锌污染中的应用研究[J]. 林朋飞,张晓健,陈超. 中国给水排水. 2014(11)
[8]石墨烯/碳纳米管协同改性聚合物纳米复合材料的研究进展[J]. 王刚,蔺海兰,何飞雄,周强,杨峰,卞军. 塑料工业. 2014(05)
[9]磁性竹基炭对Pb2+、Cd2+与Cu2+的吸附机理研究[J]. 李文文,李梦蕊,赵广超. 环境科学学报. 2014(04)
[10]石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展[J]. 赵冬梅,李振伟,刘领弟,张艳红,任德财,李坚. 化学学报. 2014(02)
硕士论文
[1]交变磁场水处理装置的研制与阻垢除垢的实验研究[D]. 陈加鹏.重庆大学 2014
[2]从水污染的分类看水污染防治法的调整范围[D]. 刘瑞聆.中国海洋大学 2011
[3]有色金属冶炼生产中含砷废水和废渣的治理研究[D]. 聂静.武汉理工大学 2006
本文编号：3380808
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3380808.html
