炭气凝胶及其改性材料对重金属离子吸附的研究
发布时间：2021-12-27 20:24
重金属离子对环境的污染和人类健康的危害已日趋严重。目前,吸附法是处理重金属离子污染的重要方法。开发性能高效、价格低廉、环境友好型的吸附剂是科研工作者的当务之急。作为一种新型纳米多孔炭材料,炭气凝胶具有孔隙率高、比表面积大、吸附性能强的特征,其作为吸附剂在环境保护领域的应用价值已日益得到重视。基于此,本文选择新型炭气凝胶为研究对象,系统进行了其制备方法、结构改性、吸附性能及吸附机理等相关研究,结果如下：1.采用常压干燥法合成炭气凝胶,该材料对重金属离子Pb2+、Cu2+和Cd2+均有吸附作用,该新型炭气凝胶对三种金属离子吸附能力大小依次为：Pb2+>Cu2+>Cd2+.以间苯二酚和甲醛为原料,丙二酸为催化剂,十六烷基三甲基溴化铵为分散剂,去离子水为溶剂,利用常压干燥法制得新型吸附剂炭气凝胶。优化反应条件能够实现炭气凝胶的源头可控性,满足不同的应用需求。单组分体系结果表明,其对三种重金属离子吸附的实验测试数据均可用Langmuir模型拟合,吸附能力大小依次为Pb2+>Cu2+>Cd2+,饱和吸附量分别为：285.35、260.42和137.36mg/g。双组分体系结...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
炭气凝胶的SEM图
其中pH=l-5范围内变化较快，曲线陆峭；pH=5-7范围内变化趋于平缓（参见图2.4)。在酸性溶液中H+与重金属离子存在竞争吸附，从而导致重金属离子的吸附效率下降。随着pH增大，（PbOH)+、（CuOH)+、（CdOH)+比例逐渐增多，溶质的平均电荷密度减小。此外，炭气凝胶表面的负电性也随之增大，络合能力增强，对重金属离子的吸附量也随之增大。在碱性溶液中，重金属离子沉淀增加，这时已经不是单纯的吸附作用，且重金属离子的沉淀也不利于重金属离子和炭气凝胶的回收再利用。
2.3.7炭气凝胶对单一组分离子的等温吸附根据Pb2+、Cu2+和Cd2+在炭气凝胶上的等温吸附曲线（图2.5)可知，随着重金属离子浓度的增加，炭气凝胶对三者的平衡吸附量表现出不同程度的增加。当
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附机理研究[J]. 李力,陆宇超,刘娅,孙红文,梁中耀. 农业环境科学学报. 2012(11)
[2]功能化有序介孔碳对重金属离子Cu（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）的选择性吸附行为[J]. 陈田,王涛,王道军,赵建庆,丁晓春,吴士超,薛海荣,何建平. 物理化学学报. 2010(12)
[3]新型材料淀粉微球对Cu2+、Cr3+和Pb2+的吸附机理研究[J]. 苏秀霞,杨祥龙,诸晓锋,李仲谨,李金凤,苗宗成. 环境工程学报. 2010(03)
[4]重金属废水处理工艺的研究[J]. 李玉文,郭军,尤铁学. 内蒙古科技与经济. 2008(11)
[5]Acid Mine Drainage and Heavy Metal Pollution from Solid Waste in the Tongling Mines, China[J]. XU Xiaochun XIE Qiaoqin CHEN Fang WANG Jun WU Wentao School of Resources and Environment Engineering, Hefei University of Technology,Hefei 230009, China. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2008(01)
[6]国内外重金属废水处理新技术的研究进展[J]. 马前,张小龙. 环境工程学报. 2007(07)
[7]水溶液中六价铬在碳纳米管上的吸附[J]. 裘凯栋,黎维彬. 物理化学学报. 2006(12)
[8]预处理对碳纳米管吸附储氢性能的影响[J]. 姚运金,张素平,颜涌捷. 华东理工大学学报(自然科学版). 2006(11)
[9]非活性红色链霉菌吸附废水中Pb2+机理分析[J]. 邱廷省,王俊峰,刘涛. 水资源保护. 2006(06)
[10]土壤中重金属污染的研究进展[J]. 刘春阳,张宇峰,滕洁. 污染防治技术. 2006(04)
博士论文
[1]活性炭纤维改性及对焦化废水中有机物吸附作用的研究[D]. 傅敏.重庆大学 2004
硕士论文
[1]铜陵矿区农田土壤及水稻的重金属污染现状研究[D]. 杨西飞.合肥工业大学 2007
本文编号：3552672
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
炭气凝胶的SEM图
其中pH=l-5范围内变化较快，曲线陆峭；pH=5-7范围内变化趋于平缓（参见图2.4)。在酸性溶液中H+与重金属离子存在竞争吸附，从而导致重金属离子的吸附效率下降。随着pH增大，（PbOH)+、（CuOH)+、（CdOH)+比例逐渐增多，溶质的平均电荷密度减小。此外，炭气凝胶表面的负电性也随之增大，络合能力增强，对重金属离子的吸附量也随之增大。在碱性溶液中，重金属离子沉淀增加，这时已经不是单纯的吸附作用，且重金属离子的沉淀也不利于重金属离子和炭气凝胶的回收再利用。
2.3.7炭气凝胶对单一组分离子的等温吸附根据Pb2+、Cu2+和Cd2+在炭气凝胶上的等温吸附曲线（图2.5)可知，随着重金属离子浓度的增加，炭气凝胶对三者的平衡吸附量表现出不同程度的增加。当
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附机理研究[J]. 李力,陆宇超,刘娅,孙红文,梁中耀. 农业环境科学学报. 2012(11)
[2]功能化有序介孔碳对重金属离子Cu（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）的选择性吸附行为[J]. 陈田,王涛,王道军,赵建庆,丁晓春,吴士超,薛海荣,何建平. 物理化学学报. 2010(12)
[3]新型材料淀粉微球对Cu2+、Cr3+和Pb2+的吸附机理研究[J]. 苏秀霞,杨祥龙,诸晓锋,李仲谨,李金凤,苗宗成. 环境工程学报. 2010(03)
[4]重金属废水处理工艺的研究[J]. 李玉文,郭军,尤铁学. 内蒙古科技与经济. 2008(11)
[5]Acid Mine Drainage and Heavy Metal Pollution from Solid Waste in the Tongling Mines, China[J]. XU Xiaochun XIE Qiaoqin CHEN Fang WANG Jun WU Wentao School of Resources and Environment Engineering, Hefei University of Technology,Hefei 230009, China. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2008(01)
[6]国内外重金属废水处理新技术的研究进展[J]. 马前,张小龙. 环境工程学报. 2007(07)
[7]水溶液中六价铬在碳纳米管上的吸附[J]. 裘凯栋,黎维彬. 物理化学学报. 2006(12)
[8]预处理对碳纳米管吸附储氢性能的影响[J]. 姚运金,张素平,颜涌捷. 华东理工大学学报(自然科学版). 2006(11)
[9]非活性红色链霉菌吸附废水中Pb2+机理分析[J]. 邱廷省,王俊峰,刘涛. 水资源保护. 2006(06)
[10]土壤中重金属污染的研究进展[J]. 刘春阳,张宇峰,滕洁. 污染防治技术. 2006(04)
博士论文
[1]活性炭纤维改性及对焦化废水中有机物吸附作用的研究[D]. 傅敏.重庆大学 2004
硕士论文
[1]铜陵矿区农田土壤及水稻的重金属污染现状研究[D]. 杨西飞.合肥工业大学 2007
本文编号：3552672
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