铁锰氧化物/石墨烯复合材料对水中砷的吸附性能及机理研究
发布时间：2021-03-24 06:52
铁锰氧化物（FeMnOx）对水中的砷具有高效的吸附能力,但是,铁锰氧化物颗粒易团聚、难分离的特点限制了其在实际工程中的应用。本论文采用具有较大比表面积的RGO （Reduced Graphene Oxide,还原氧化石墨烯,也称石墨烯）作为载体,负载铁锰氧化物,制备出新型纳米碳基复合材料FeMnOx/RGO以及淀粉稳定化的FeMnOx/RGO （starch）,有效减缓了铁锰氧化物颗粒间的聚集效应,从而提高了铁锰氧化物对砷的吸附效率。通过透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、傅里叶转换红外光谱（FTIR）等表征手段,分析FeMnOx/RGO复合材料的形貌结构、化学组成等理化性质,发现FeMnOx/RGO比表面积较大,达到411m2g-1,铁锰氧化物颗粒以无定形的形式很好地分散在石墨烯表面,该结构特征为砷的吸附提供了良好的条件。FeMnOx的负载率对砷的去除效果有较大影响。实验发现（砷初始浓度为7.0mg L-1）,当FeMnOx的负载率为45%（FeMnOx与FeMnOx/RGO质量之比）时,其活性吸附材料FeMnOx具有...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的和内容
2 文献综述
2.1 砷的性质、来源及危害
2.2 水中砷的处理方法
2.3 铁锰氧化物/碳基复合材料的制备
2.3.1 铁/锰氧化物
2.3.2 铁锰氧化物/活性碳复合材料
2.3.3 铁锰氧化物/纳米碳管复合材料
2.3.4 铁锰氧化物/石墨烯复合材料
2.4 铁锰氧化物/碳基复合材料去除水中砷的影响因素
2.4.1 复合材料的性质
2.4.2 环境条件
2.5 铁锰氧化物/碳基复合材料除砷机理
2.6 铁锰氧化物/碳基复合材料再生性能分析
2.7 本章小结
3 实验部分
3.1 实验主要仪器及试剂
3.1.1 主要实验仪器
3.1.2 主要实验试剂
3.1.3 实验主要试剂的配制
3.2 实验及分析方法
3.2.1 吸附实验
3.2.2 砷浓度测定
3.2.3 吸附量、去除率计算
3.2.4 溶液pH的测定
3.2.5 铁、锰离子的测定
3.2.6 吸附剂解吸及循环利用
3.2.7 吸附材料表征方法
3.3 本章小结
4 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的表征及其除砷性能研究
4.1 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备及表征
4.1.1 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备
4.1.2 透射电镜（TEM）分析
4.1.3 能量色射x射线光谱（EDX）分析
4.1.4 材料比表面特性分析
4.1.5 X射线衍射（XRD）分析
4.1.6 傅里叶红外光谱（FTIR）分析
4.2 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的除砷性能研究
4.2.1 铁锰氧化物负载率对砷去除效果的影响
4.2.2 吸附动力学
4.2.3 竞争性离子对砷去除效果的影响
4.2.4 吸附剂重复使用性研究
4.3 本章小结
5 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的除砷机理研究
5.1 pH
5.2 铁/锰氧化物的作用
5.3 本章小结
6 稳定剂在铁锰氧化物/石墨烯复合体系中的应用
6.1 稳定剂的应用简介
6.2 稳定化铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备及表征
6.2.1 稳定化铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备
6.2.2 透射电镜（TEM）及扫描电镜（SEM）分析
6.2.3 X射线衍射（XRD）分析
6.2.4 傅里叶红外光谱（FTIR）分析
6.3 稳定化铁锰氧化物/石墨烯复合材料的除砷性能研究
6.3.1 不同稳定剂对砷去除效果的影响
6.3.2 初始pH值的影响
6.3.3 吸附动力学
6.3.4 竞争性离子对砷去除效果的影响
x/RGO（starch）吸附材料重复使用性研究"> 6.3.5 稳定化FeMnOx/RGO（starch）吸附材料重复使用性研究
6.4 稳定剂在铁锰氧化物/石墨烯吸附体系中的作用
6.5 本章小结
7 结论与建议
7.1 主要研究成果
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn/TiO2/泡沫镍可见光下光催化氧化水体中As（Ⅲ）[J]. 任超艳,魏志钢,潘湛昌,谢英豪,杜欣欣. 工业水处理. 2015(01)
[2]混凝沉淀法处理含砷选矿废水[J]. 严群,桂勇刚,周娜娜,徐晶,余洋,罗仙平. 环境工程学报. 2014(09)
[3]水体砷污染控制与治理技术研究[J]. 任婧,金雪莲,夏峰. 环境科学导刊. 2013(02)
[4]TiO2@MWNTs纳米复合材料的制备及其储锂性能[J]. 陈琳,申来法,聂平,苏晓飞,张校刚,李洪森. 化学学报. 2012(01)
[5]混凝工艺在饮用水除砷中的应用[J]. 彭艳,唐玉朝,黄显怀,伍昌年,李新. 环境科学与管理. 2011(10)
[6]石墨烯的制备研究进展[J]. 袁小亚. 无机材料学报. 2011(06)
[7]石墨烯的化学气相沉积法制备[J]. 任文才,高力波,马来鹏,成会明. 新型炭材料. 2011(01)
[8]石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用[J]. 胡耀娟,金娟,张卉,吴萍,蔡称心. 物理化学学报. 2010(08)
[9]石墨烯研究进展[J]. 徐秀娟,秦金贵,李振. 化学进展. 2009(12)
[10]活性炭负载Fe（Ⅲ）吸附剂去除饮用水中的As（Ⅴ）[J]. 姚淑华,贾永锋,汪国庆,石中亮. 过程工程学报. 2009(02)
博士论文
[1]还原氧化石墨烯杂化材料的水热法制备、结构表征及其吸附和光催化性质的研究[D]. 周讯.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]CTAB调控制备氧化铈粒子及调控机理的研究[D]. 黄金果.内蒙古科技大学 2014
[2]改性水滑石对废水中砷氟的同时去除[D]. 郭亚祺.湖南农业大学 2014
[3]燃煤灰渣/四氧化三铁改性复合吸附剂对水中低浓度砷的处理研究[D]. 盛田田.浙江大学 2014
[4]载铁活性炭吸附剂的制备及除砷机理研究[D]. 肖静.湘潭大学 2013
[5]CMC-Ni-Fe纳米双金属体系对多氯联苯降解研究[D]. 刘长光.天津大学 2012
[6]氧化镁/可溶性淀粉复合除氟剂的制备及其除氟机理研究[D]. 胡佳.华中科技大学 2011
[7]CMC对纳米零价铁去除污染水体中六价铬的影响[D]. 钱慧静.浙江大学 2008
本文编号：3097277
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的和内容
2 文献综述
2.1 砷的性质、来源及危害
2.2 水中砷的处理方法
2.3 铁锰氧化物/碳基复合材料的制备
2.3.1 铁/锰氧化物
2.3.2 铁锰氧化物/活性碳复合材料
2.3.3 铁锰氧化物/纳米碳管复合材料
2.3.4 铁锰氧化物/石墨烯复合材料
2.4 铁锰氧化物/碳基复合材料去除水中砷的影响因素
2.4.1 复合材料的性质
2.4.2 环境条件
2.5 铁锰氧化物/碳基复合材料除砷机理
2.6 铁锰氧化物/碳基复合材料再生性能分析
2.7 本章小结
3 实验部分
3.1 实验主要仪器及试剂
3.1.1 主要实验仪器
3.1.2 主要实验试剂
3.1.3 实验主要试剂的配制
3.2 实验及分析方法
3.2.1 吸附实验
3.2.2 砷浓度测定
3.2.3 吸附量、去除率计算
3.2.4 溶液pH的测定
3.2.5 铁、锰离子的测定
3.2.6 吸附剂解吸及循环利用
3.2.7 吸附材料表征方法
3.3 本章小结
4 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的表征及其除砷性能研究
4.1 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备及表征
4.1.1 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备
4.1.2 透射电镜（TEM）分析
4.1.3 能量色射x射线光谱（EDX）分析
4.1.4 材料比表面特性分析
4.1.5 X射线衍射（XRD）分析
4.1.6 傅里叶红外光谱（FTIR）分析
4.2 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的除砷性能研究
4.2.1 铁锰氧化物负载率对砷去除效果的影响
4.2.2 吸附动力学
4.2.3 竞争性离子对砷去除效果的影响
4.2.4 吸附剂重复使用性研究
4.3 本章小结
5 铁锰氧化物/石墨烯复合材料的除砷机理研究
5.1 pH
5.2 铁/锰氧化物的作用
5.3 本章小结
6 稳定剂在铁锰氧化物/石墨烯复合体系中的应用
6.1 稳定剂的应用简介
6.2 稳定化铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备及表征
6.2.1 稳定化铁锰氧化物/石墨烯复合材料的制备
6.2.2 透射电镜（TEM）及扫描电镜（SEM）分析
6.2.3 X射线衍射（XRD）分析
6.2.4 傅里叶红外光谱（FTIR）分析
6.3 稳定化铁锰氧化物/石墨烯复合材料的除砷性能研究
6.3.1 不同稳定剂对砷去除效果的影响
6.3.2 初始pH值的影响
6.3.3 吸附动力学
6.3.4 竞争性离子对砷去除效果的影响
x/RGO（starch）吸附材料重复使用性研究"> 6.3.5 稳定化FeMnOx/RGO（starch）吸附材料重复使用性研究
6.4 稳定剂在铁锰氧化物/石墨烯吸附体系中的作用
6.5 本章小结
7 结论与建议
7.1 主要研究成果
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn/TiO2/泡沫镍可见光下光催化氧化水体中As（Ⅲ）[J]. 任超艳,魏志钢,潘湛昌,谢英豪,杜欣欣. 工业水处理. 2015(01)
[2]混凝沉淀法处理含砷选矿废水[J]. 严群,桂勇刚,周娜娜,徐晶,余洋,罗仙平. 环境工程学报. 2014(09)
[3]水体砷污染控制与治理技术研究[J]. 任婧,金雪莲,夏峰. 环境科学导刊. 2013(02)
[4]TiO2@MWNTs纳米复合材料的制备及其储锂性能[J]. 陈琳,申来法,聂平,苏晓飞,张校刚,李洪森. 化学学报. 2012(01)
[5]混凝工艺在饮用水除砷中的应用[J]. 彭艳,唐玉朝,黄显怀,伍昌年,李新. 环境科学与管理. 2011(10)
[6]石墨烯的制备研究进展[J]. 袁小亚. 无机材料学报. 2011(06)
[7]石墨烯的化学气相沉积法制备[J]. 任文才,高力波,马来鹏,成会明. 新型炭材料. 2011(01)
[8]石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用[J]. 胡耀娟,金娟,张卉,吴萍,蔡称心. 物理化学学报. 2010(08)
[9]石墨烯研究进展[J]. 徐秀娟,秦金贵,李振. 化学进展. 2009(12)
[10]活性炭负载Fe（Ⅲ）吸附剂去除饮用水中的As（Ⅴ）[J]. 姚淑华,贾永锋,汪国庆,石中亮. 过程工程学报. 2009(02)
博士论文
[1]还原氧化石墨烯杂化材料的水热法制备、结构表征及其吸附和光催化性质的研究[D]. 周讯.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]CTAB调控制备氧化铈粒子及调控机理的研究[D]. 黄金果.内蒙古科技大学 2014
[2]改性水滑石对废水中砷氟的同时去除[D]. 郭亚祺.湖南农业大学 2014
[3]燃煤灰渣/四氧化三铁改性复合吸附剂对水中低浓度砷的处理研究[D]. 盛田田.浙江大学 2014
[4]载铁活性炭吸附剂的制备及除砷机理研究[D]. 肖静.湘潭大学 2013
[5]CMC-Ni-Fe纳米双金属体系对多氯联苯降解研究[D]. 刘长光.天津大学 2012
[6]氧化镁/可溶性淀粉复合除氟剂的制备及其除氟机理研究[D]. 胡佳.华中科技大学 2011
[7]CMC对纳米零价铁去除污染水体中六价铬的影响[D]. 钱慧静.浙江大学 2008
本文编号：3097277
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