聚苯乙烯球体基水合氧化锰复合材料的研制及其强化除磷性能

发布时间：2023-04-27 21:24

　　日益严重的水体磷污染问题促使了研究者对多种高效除磷技术的开发,其中吸附技术受到了广泛关注。水合锰氧化物(HMO)因其强表面活性和高比表面积被认为是一种理想的吸附剂,但在中性条件下HMO表面一般呈负电性,这限制了其对磷酸盐等阴离子污染物的吸附。 本文基于纳米表面化学效应,以季铵化聚苯乙烯球体NS为载体,通过“离子交换-原位沉淀”方法开发出一种改性锰氧化物纳米复合材料HMO@NS。基体NS的均匀纳米孔结构与表面功能基-N+(CH3)3使负载的HMO (N-HMO)以5.0～7.0nm颗粒形态均匀分布在NS中。由于纳米化效应,HMO的表面正电荷急剧增加,其零电荷点(pHpzc)从水合氧化锰颗粒的6.2上升到～10.5。同时,由于基体功能基-N+(CH3)3的影响,HMO@NS的Zeta电势在pH3.0～12.0之间保持正值。 HMO@NS在中性环境中(pH6.0-8.0)除磷能力突出,即使在高浓度的竞争离子(SO42-、NO3-或Cl-)存在时,HMO@NS仍对磷酸根表现出高吸附选择性。基于Donnan膜预富集效应,HMO@NS展现出优良的动力学性能,180min左右即可达到吸附平衡。固定床...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 磷的来源及形态分布
        1.1.2 磷的作用及潜在的环境效应
        1.1.3 含磷废水常见处理方法
        1.1.4 吸附除磷的研究进展
        1.1.5 锰氧化物的结构、性质及其在环境中的应用
        1.1.6 锰氧化物吸附特性及在环境中的应用
        1.1.7 金属氧化物的修饰改性
    1.2 研究目标、思路及内容
        1.2.1 研究目标
        1.2.2 研究思路
        1.2.3 研究内容
第二章 新型复合材料的制备及结构表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂与仪器
        2.1.2 实验方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 含锰量
        2.2.2 基体NS和SS官能团的FT-IR验证结果
        2.2.3 SEM-EDX
        2.2.4 几种锰氧化物材料的TEM
        2.2.5 HMO在NS上的晶型
        2.2.6 HMO负载前后的价态分布
        2.2.7 表面电性分析：Zeta电势与电位滴定
    2.3 本章小结
第三章 新型复合材料除磷性能的研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂及仪器
        3.1.2 实验方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 HMO负载前后性能比较
        3.2.2 pH影响
        3.2.3 共存离子的影响
        3.2.4 吸附等温线
        3.2.5 动力学
        3.2.6 柱吸附-脱附实验
    3.3 本章小结
第四章 研究结论及展望
    4.1 研究结论
    4.2 研究展望
参考文献
攻读硕士期间研究成果
致谢



本文编号：3803091