卤虫卵壳生物炭负载纳米铁去除水中Cr（Ⅵ）

发布时间：2021-08-17 23:37

　　Cr（Ⅵ）是世卫组织规定的一类致癌物,具有很强的生理毒性。吸附法治理含铬废水简单高效,应用广泛,生物炭具有较大的比表面积和丰富的表面官能团,可以作为一种廉价高效吸附材料,修复Cr（Ⅵ）污染水,达到回收利用废弃生物质和治理Cr（Ⅵ）污染的双赢。本研究通过铁盐浸渍、无氧热解制备了一种载铁卵壳生物炭,通过改变热解温度、热解时间和浸渍浓度,对所得生物炭进行初步试验,确定最佳制备条件为1 M的FeCl₃浸渍,450℃无氧热解5 h,XRD谱图证实最佳制备条件下,负载的铁以Fe₃O₄形式存在,而Raman和FT-IR确定该材料炭质纯净,官能团较少,具有较多的sp²结构,在pH<2.5时,该材料Zeta电位为正,有很大的除Cr（Ⅵ）潜力。探究环境因素对载铁卤虫卵壳炭吸附Cr（Ⅵ）的影响。含Cr（Ⅵ）废水中按0.5 g/L加入材料,Cr（Ⅵ）吸附量随pH的增高迅速下降,当pH=1时去除率为80.07%,当pH=7时去除率仅为8.85%;吸附的动力学过程很快,含Cr（Ⅵ）废水中,以0.1 g/L加入材料,调节p... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

载铁卤虫卵壳生物炭的SEM图

燕山大学工学硕士学位论文-16-2.5.扫描电镜分析扫描电镜结果如图2-5所示。从SEM中可以看出，载铁卤虫卵壳炭的表面疏松多孔，孔径约为500nm。热解后的载铁卤虫卵壳生物炭保留了卤虫卵壳的多孔结构，有利于吸附反应的进行。2.5.透射电镜分析从图2-6可以看出，Fe3O4晶体成功附着在卤虫卵壳炭表面，可以观测到Fe3O4的311晶面的衍射条纹，条纹间距为0.25nm，四氧化三铁颗粒大小为70nm左右，与XRD结果相对应。图2-5载铁卤虫卵壳生物炭的SEM图图2-6载铁卤虫卵壳生物炭TEM图56

燕山大学工学硕士学位论文-22-碱性环境时主要以CrO42-形式存在，这也是K2Cr2O7溶液在酸性和碱性条件下颜色不同的原因。图3-1铬离子形态分布图[3]3.4.2pH对吸附效果的影响图3-2是pH对吸附效果影响图，可以看出，Cr(Ⅵ)和总铬的趋势基本一致，随着pH的升高，去除率逐渐下降，且明显分为3大阶段：pH<2时，吸附效果最好，其中pH=1时，去除率较pH=2时略有提升，但是差别并不大；2<pH<5时，去除率有明显下降，且处于逐渐下降趋势；pH>5时，吸附量进一步下降。随着pH的逐渐升高，溶液中的OH-离子逐渐增多，与Cr(Ⅵ)离子产生竞争作用，使得去除率下降。再者，根据材料的Zeta电位图可以发现材料在pH=2.5左右时，其表面电位发生变化，在pH<2.5时为正值，证明其可以与溶液中的阴离子产生静电吸引作用，而当pH>2.5时，Zeta电位为负值，这时材料会与溶液中的阴离子产生静电排斥，不利于吸附的进行，这可以解释pH>3时，去除率明显下降，而当4<pH<5时，出现了一个平稳阶段，材料表面的负电荷与铬离子依旧是静电斥力，进一步提高pH增加了溶液中的OH-浓度，OH-对Cr(Ⅵ)离子有竞争作用，所以出现了一个相对平稳的下降阶段。当pH>5时，溶液中Cr(Ⅵ)的形态发生变化，向CrO42-转化，使得去除率进一步降低。当pH<5时，Cr(Ⅵ)去除率高于总铬去除率，这是由于吸附过程中包含部分还原


本文编号：3348734