基于响应面优化法空心莲子草-膨润土复合吸附剂对棕壤中Cd2+的吸附及固化研究

发布时间：2023-04-27 00:34

　　当前,我国水土环境遭受重金属镉的污染日益严重,镉元素具有极强的毒性、生物累积性和难降解性,严重威胁着人体健康和农产品的产量与品质。这就要求研究者不断开发或改进修复环境中重金属污染的方法技术,熟石灰、活性炭、生物炭等单一吸附材料对重金属的吸附/固化研究已经很多,而通过物理或化学方法将两种或多种不同性质的吸附材料组合成复合吸附材料的研究较少,对其成分中不同性质的材料之间在吸附性能上的互补协同效应亟待进一步研究。本研究以国外入侵性杂草-空心莲子草为有机原材料,在350℃限氧条件下制备出空心莲子草生物炭(Bc),通过物理方法与无机吸附材料-膨润土(Be)组合制备出新型复合吸附材料(BcB)。运用元素分析、傅里叶红外光谱、扫描电镜和X射线衍射等手段对复合吸附剂、生物炭、膨润土进行理化性质表征。运用Plackett-Burman实验对影响水体中Cd²⁺吸附效果的6个因素进行了筛选,得到显著影响因子后进一步进行单因素最陡爬坡实验,并结合响应面优化法得出Cd²⁺吸附率的二阶模型,确定了Cd²⁺最佳吸附参数。通过单因素实验分别探究了复合吸...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 土壤重金属镉污染及其修复研究现状
        1.2.2 生物炭/膨润土及其复合吸附材料对重金属的修复研究
        1.2.3 响应面法修复重金属污染研究现状
    1.3 研究内容与路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 创新之处
第2章 吸附剂的制备及理化性质表征
    2.1 材料与方法
        2.1.1 仪器及设备
        2.1.2 复合吸附剂的制备
        2.1.3 吸附剂理化性质表征
        2.1.4 数据处理
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 吸附剂 pH 值、灰分和元素组成分析
        2.2.2 红外光谱与X射线衍射分析
        2.2.3 吸附剂电镜扫描与能谱分析
    2.3 本章小结
第3章 响应面优化法复合吸附剂对溶液中Cd²⁺的吸附研究
    3.1 材料与设计
        3.1.1 仪器与试剂
        3.1.2 实验设计
        3.1.4 数据处理
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 P-B筛选实验结果与分析
        3.2.2 显著因素影响Cd²⁺吸附的最陡爬坡实验设计
        3.2.3 Cd²⁺初始浓度对Cd²⁺吸附的影响
        3.2.4 pH对Cd²⁺吸附的影响
        3.2.5 吸附剂添加量对Cd²⁺吸附的影响
        3.2.6 复合吸附剂吸附Cd²⁺的响应面优化
    3.3 本章小结
第4章 响应面优化法复合吸附剂固化条件对棕壤中Cd²⁺固化修复的影响研究
    4.1 材料与设计
        4.1.1 试供土壤
        4.1.2 仪器与试剂
        4.1.3 实验设计
        4.1.4 项目测定
        4.1.5 数据处理
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 吸附剂施入量对棕壤中Cd²⁺固化的影响
        4.2.2 Cd²⁺含量对棕壤中Cd²⁺固化的影响
        4.2.3 固化时间对棕壤中Cd²⁺固化的影响
        4.2.4 不同固化条件的响应面优化
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3802503