菱铁矿及其热活化产物对磷的吸附性能和机理
发布时间：2023-10-30 20:28
我国乃至全球的水体现状呈现出十分严峻的污染形势,水体富营养化所带来的污染问题尤为突出,为了遏制和改善污染现状,原有的对于废水的处理己从高浓度的污染治理转向低浓度微污染的治理。目前迫切的需要对水体富营养化的重要衡量指标磷进行深度去除,除磷时所需的材料和技术是目前研究的热点。低品位菱铁矿资源储量丰富,但利用率很低,研究仍局限于选矿冶金。菱铁矿作为亚铁的碳酸盐矿物具有很高的化学氧化和热分解活性以及生物氧化活性,在水体深度除磷方面具有很大的应用潜力。本文通过XRD、SEM、TEM、TGA、XRF、FTIR等表征手段,并结合一系列静态和动态实验,考察了天然菱铁矿及其煅烧活化产物除磷性能及其作用机理。本文取得如下主要成果:1、通过XRD、SEM、TGA、XRF和化学分析等方法,查明实验所用菱铁矿矿石主要矿物成分为:菱铁矿(FeCO3)66.3%,针铁矿(FeOOH)11.3%,粘土矿物22.4%。菱铁矿呈现半自形菱面体形貌特征,粒径5微米左右,热分解起始温度430℃、峰值温度510℃、完全分解温度为600℃。菱铁矿热活化的最佳温度区间为450550℃。2...
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
致谢
第一章 绪论
1.1 水环境污染现状
1.2 富营养化与低浓度含磷废水
1.3 废水深度除磷的意义
1.4 水处理脱磷现状
1.4.1 生物法
1.4.2 化学沉淀法
1.4.3 结晶法
1.4.4 吸附法
1.5 菱铁矿的基本性质和研究开发现状
1.5.1 菱铁矿的基本特征
1.5.2 菱铁矿的物理化学性质
1.5.3 菱铁矿的开发研究现状
1.6 本论文研究内容
第二章 天然菱铁矿的表征及其物化分析
2.1 实验材料和方法
2.1.1 主要实验试剂及仪器
2.1.2 表征仪器
2.1.3 化学分析方法
2.2 结果和讨论
2.2.1 天然菱铁矿的XRD表征
2.2.2 天然菱铁矿的SEM表征
2.2.3 天然菱铁矿的热重表征
2.2.4 天然菱铁矿的物化成分分析
2.3 本章小结
第三章 天然菱铁矿深度吸脱附除磷性能及其机理分析
3.1 实验材料和方法
3.1.1 实验材料和仪器
3.1.2 测试方法
3.1.3 静态吸脱附实验
3.1.4 吸附机理实验
3.2 天然菱铁矿深度吸脱附磷的静态实验
3.2.1 动力学
3.2.2 不同粒径、pH和共存离子对吸附的影响
3.2.3 吸附等温线
3.2.4 热力学
3.2.5 静态解吸实验
3.3 天然菱铁矿深度除磷机理
3.3.1 溶解氧的影响
3.3.2 XPS
3.3.3 TEM
3.3.4 FT-IR
3.4 本章小结
第四章 热活化菱铁矿材料的制备及其结构演化
4.1 实验材料和方法
4.1.1 主要实验试剂及仪器
4.1.2 吸附剂制备方法
4.1.3 吸附剂表征方法
4.2 结果和讨论
4.2.1 XRD表征
4.2.2 热重
4.2.3 TEM
4.2.4 比表面积和孔径分布
4.3 本章小结
第五章 不同热活化菱铁矿的吸附除磷比较
5.1 实验材料和方法
5.1.1 实验材料和仪器
5.1.2 测试方法
5.1.3 振荡吸附实验
5.2 不同条件制备的菱铁矿吸附除磷实验
5.2.1 不同煅烧温度的吸附对比
5.2.2 不同煅烧时间的吸附对比
5.3 本章小结
第六章 最优活化菱铁矿吸脱附除磷性能及其机理分析
6.1 实验材料和方法
6.1.1 实验材料和仪器
6.1.2 测试方法
6.1.3 静态吸脱附实验
6.1.4 吸附机理实验
6.2 吸脱附除磷的静态实验
6.2.1 动力学
6.2.2 不同粒径、pH和共存离子对吸附的影响
6.2.3 等温吸附线
6.2.4 热力学
6.2.5 静态解吸实验
6.2.6 吸附剂材料对比
6.3 除磷机理
6.3.1 XPS
6.3.2 TEM
6.3.3 FT-IR
6.4 本章小结
第七章 天然菱铁矿及其活化产物动态柱吸脱附除磷分析
7.1 实验材料和方法
7.1.1 实验材料和仪器
7.1.2 测试方法
7.1.3 动态柱装置
7.1.4 解吸方法
7.2 吸附剂表征
7.2.1 天然菱铁矿及其活化产物XRD
7.2.2 TEM
7.3 动态吸附实验
7.3.1 不同材料的动态吸附对比
7.3.2 吸附容量
7.3.3 脱附实验
7.4 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和授权专利成果
本文编号：3859135
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
致谢
第一章 绪论
1.1 水环境污染现状
1.2 富营养化与低浓度含磷废水
1.3 废水深度除磷的意义
1.4 水处理脱磷现状
1.4.1 生物法
1.4.2 化学沉淀法
1.4.3 结晶法
1.4.4 吸附法
1.5 菱铁矿的基本性质和研究开发现状
1.5.1 菱铁矿的基本特征
1.5.2 菱铁矿的物理化学性质
1.5.3 菱铁矿的开发研究现状
1.6 本论文研究内容
第二章 天然菱铁矿的表征及其物化分析
2.1 实验材料和方法
2.1.1 主要实验试剂及仪器
2.1.2 表征仪器
2.1.3 化学分析方法
2.2 结果和讨论
2.2.1 天然菱铁矿的XRD表征
2.2.2 天然菱铁矿的SEM表征
2.2.3 天然菱铁矿的热重表征
2.2.4 天然菱铁矿的物化成分分析
2.3 本章小结
第三章 天然菱铁矿深度吸脱附除磷性能及其机理分析
3.1 实验材料和方法
3.1.1 实验材料和仪器
3.1.2 测试方法
3.1.3 静态吸脱附实验
3.1.4 吸附机理实验
3.2 天然菱铁矿深度吸脱附磷的静态实验
3.2.1 动力学
3.2.2 不同粒径、pH和共存离子对吸附的影响
3.2.3 吸附等温线
3.2.4 热力学
3.2.5 静态解吸实验
3.3 天然菱铁矿深度除磷机理
3.3.1 溶解氧的影响
3.3.2 XPS
3.3.3 TEM
3.3.4 FT-IR
3.4 本章小结
第四章 热活化菱铁矿材料的制备及其结构演化
4.1 实验材料和方法
4.1.1 主要实验试剂及仪器
4.1.2 吸附剂制备方法
4.1.3 吸附剂表征方法
4.2 结果和讨论
4.2.1 XRD表征
4.2.2 热重
4.2.3 TEM
4.2.4 比表面积和孔径分布
4.3 本章小结
第五章 不同热活化菱铁矿的吸附除磷比较
5.1 实验材料和方法
5.1.1 实验材料和仪器
5.1.2 测试方法
5.1.3 振荡吸附实验
5.2 不同条件制备的菱铁矿吸附除磷实验
5.2.1 不同煅烧温度的吸附对比
5.2.2 不同煅烧时间的吸附对比
5.3 本章小结
第六章 最优活化菱铁矿吸脱附除磷性能及其机理分析
6.1 实验材料和方法
6.1.1 实验材料和仪器
6.1.2 测试方法
6.1.3 静态吸脱附实验
6.1.4 吸附机理实验
6.2 吸脱附除磷的静态实验
6.2.1 动力学
6.2.2 不同粒径、pH和共存离子对吸附的影响
6.2.3 等温吸附线
6.2.4 热力学
6.2.5 静态解吸实验
6.2.6 吸附剂材料对比
6.3 除磷机理
6.3.1 XPS
6.3.2 TEM
6.3.3 FT-IR
6.4 本章小结
第七章 天然菱铁矿及其活化产物动态柱吸脱附除磷分析
7.1 实验材料和方法
7.1.1 实验材料和仪器
7.1.2 测试方法
7.1.3 动态柱装置
7.1.4 解吸方法
7.2 吸附剂表征
7.2.1 天然菱铁矿及其活化产物XRD
7.2.2 TEM
7.3 动态吸附实验
7.3.1 不同材料的动态吸附对比
7.3.2 吸附容量
7.3.3 脱附实验
7.4 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和授权专利成果
本文编号：3859135
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3859135.html
