多孔聚苯乙烯树脂负载纳米水合氧化锆的制备及其除氟性能研究

发布时间：2023-04-05 09:37

　　水体氟污染目前在全球许多地区广泛存在,各国制定了严格的饮用水与污水氟含量控制标准。吸附法是解决氟污染的主要方法之一。本论文首先通过改良的液相沉淀法合成了超细水合氧化锆(HZO)粉末,详细比较了HZO与其他常见吸附剂的除氟性能差异；而后基于Donnan膜预富集原理,以大孔强碱性离子交换树脂D201为载体,将纳米HZO嵌载入树脂孔内,成功研制出聚苯乙烯基纳米水合氧化锆复合材料HZO-201,并探究其对水体中F的强化吸附行为及作用机理。论文详细研究了溶液pH、竞争离子、接触时间对吸附性能的影响,并通过XPS分析探究了复合材料的强化除氟机理。静态吸附实验表明,在竞争离子(Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-)大量共存时,HZO-201相比于活性氧化铝(AA)和D201表现出了更为优异的选择吸附性能。固定床吸附实验结果显示,HZO-201对模拟含氟废水或者实际地表水的有效处理体积均明显优于D201,有效处理能力提高了7-14倍。对于酸性含氟矿冶废水而言,HZO-201的处理体积甚至超过～3000 BV,而同样条件下D201仅能达标处理～4 BV。吸附后的HZO-201可以通过NaOH溶液进行...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 氟的基本特征
        1.1.2 氟的危害
        1.1.3 水体氟污染的来源
        1.1.4 我国水体氟污染现状
        1.1.5 水体氟污染的控制标准
        1.1.6 水体氟污染的常见处理技术及其发展态势
    1.2 HZO及其复合材料的研究现状
        1.2.1 HZO的合成及其结构形态
        1.2.2 HZO的吸附特性
        1.2.3 基于HZO的复合材料
    1.3 本论文研究目标、内容和基本思路
        1.3.1 研究目标与内容
        1.3.2 本论文的基本思路
第二章 水合氧化锆的研制及其除氟性能
    2.1 实验部分
        2.1.1 试剂与仪器
        2.1.2 HZO的合成方法
        2.1.3 实验方法
        2.1.4 表征与分析
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 结构表征
        2.2.2 吸附等温线
        2.2.3 pH影响
        2.2.4 竞争离子影响
    2.3 本章小结
第三章 树脂基纳米水合氧化锆的合成及其除氟性能
    3.1 材料和方法
        3.1.1 试剂和仪器
        3.1.2 HZO-201的合成与表征
        3.1.3 HZO-201稳定性实验
        3.1.4 静态吸附试验
        3.1.5 柱(固定床)吸附试验
        3.1.6 分析方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 HZO-201的结构特点
        3.2.2 溶液pH对HZO-201稳定性的影响
        3.2.3 竞争离子对氟吸附的影响
        3.2.4 pH对吸附的影响
        3.2.5 吸附等温线及热力学
        3.2.6 吸附动力学
        3.2.7 柱吸附-脱附实验
        3.2.8 本章小结
第四章 除氟机理初探
    4.1 材料和方法
        4.1.1 试剂和仪器
        4.1.2 实验与分析
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 D201、HZO的除氟作用机理
        4.2.2 HZO-201机理分析
第五章 复合材料的实际应用探索(中试)
    5.1 项目背景
        5.1.1 项目基本介绍
        5.1.2 水质水量与排放标准
    5.2 应用技术开发
        5.2.1 工艺流程设计
        5.2.2 复合材料的合成
        5.2.3 工艺流程说明
    5.3 运行结果
        5.3.1 吸附-脱附效果分析
研究结论及展望
    研究结论
    研究展望
参考文献
附件 攻读硕士学位期间主要科研成果
致谢



本文编号：3783180