活性炭纤维改性及对As（Ⅴ）的吸附研究
发布时间：2023-11-25 00:31
砷是一种对人体及其它生物体有很强毒害作用的致癌物质，是五大有害重金属之一，而当前全世界有超过一亿人存在着饮用砷污染地下水的问题。常规的处理方法沉淀法除砷技术较为完善，但它处理后会产生大量废渣，造成二次污染；膜处理法对设备和操作技术要求高；生物法中微生物对周边环境的要求很严格；离子交换法不适宜处理多离子污染的废水；萃取法由于其自身特点，目前还没有用于工业生产废水和生活饮用水除砷的报道。相比于其他方法，吸附法成熟且简单易行，特别适用于量大而浓度较低的水处理体系。用吸附法来处理含砷废水，可将废水中的砷浓度降到最低水平而不增加盐浓度。活性炭纤维是一种良好的吸附剂，具有性能稳定，吸附速度快、吸附容量大、机械强度高等优点，在水处理领域有巨大的应用潜力。 实验对铁、锰改性的活性炭纤维(Fe-ACF、Mn-ACF)采用比表面积及孔容分析、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、Boehm滴定等分析手段对产物进行了表征，结果表明：Fe-ACF和Mn-ACF比表面积减小、平均孔径增大、孔容减小；酸性官能团都有增加；Fe-ACF表面有明显的絮状物包裹，Mn-ACF表面有针状颗粒物...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 地下水砷的存在形式、来源和危害
1.1.1 水体砷的存在形式
1.1.2 地下水砷的来源
1.1.3 砷污染对人体的危害
1.2 目前国内外水体的砷污染现状
1.3 国内外除砷技术研究现状
1.3.1 沉淀技术
1.3.2 氧化技术
1.3.3 离子交换技术
1.3.4 生物除砷技术
1.3.5 吸附法
1.4 活性炭纤维的微观结构与表面化学
1.4.1 活性炭纤维的微观结构
1.4.2 表面化学
1.4.3 性能特性
1.5 活性炭纤维的改性
1.5.1 形态改变
1.5.2 孔结构的控制
1.5.3 化学改性
1.6 铁锰吸附剂
1.7 本课题来源、目的及意义
1.7.1 本课题的来源
1.7.2 本课题的主要研究内容
1.7.3 本课题的意义
第2章 实验研究方法
2.1 活性炭纤维特性
2.2 实验试剂
2.3 实验仪器及设备
2.4 实验方法
2.4.1 改性方法
2.4.2 除砷性能研究
2.4.3 吸附动力学
2.4.4 等温吸附
2.4.5 动态实验
2.5 分析测定方法
2.5.1 砷的测定方法——二乙基二硫代氨基甲酸银光度法
2.5.2 铁的测定方法——邻菲罗啉分光光度法
2.5.3 锰的测定方法——高碘酸钾氧化光度法
2.5.4 氟的测定方法——离子选择电极法
2.5.5 官能团含量测定方法——Boehm 滴定法
第3章 活性炭纤维的改性及表征
3.1 未改性活性炭纤维的性能评价
3.1.1 未改性活性炭纤维除砷性能评价
3.1.2 未改性活性炭纤维除氟性能评价
3.2 活性炭纤维的改性
3.2.1 不同 Fe3+/Fe2+对改性效果的影响
3.2.2 锰浸渍液浓度对改性效果的影响
3.3 活性炭纤维的表征
3.3.1 透射电镜(TEM)分析改性活性炭纤维表面的结果
3.3.2 扫描电镜(SEM)分析改性活性炭纤维表面的结果
3.3.3 X 射线光电子能谱(XPS)分析改性活性炭纤维表面的结果
3.4 活性炭纤维含氧官能团测定
3.5 改性活性炭纤维比表面积及结构测定
3.6 改性活性炭纤维负载量的测定
3.6.1 铁改性活性炭纤维表面负载铁含量的测定
3.6.2 锰改性活性炭纤维表面负载锰含量的测定
3.7 本章小结
第4章 改性活性炭纤维除砷性能研究
4.1 初始 pH 对除砷效果的影响
4.2 水样初始浓度对去除效果的影响
4.3 改性活性炭纤维投加量对去除效果的影响
4.4 反应时间对砷去除效果的影响
4.5 共存氟离子对砷去除效果的影响
4.6 本章小结
第5章 改性活性炭纤维除砷动力学和热力学及机理研究
5.1 改性活性炭纤维除砷动力学研究
5.2 改性活性炭纤维除砷动力学拟合
5.3 改性活性炭纤维除砷热力学研究
5.3.1 等温吸附研究
5.3.2 改性活性炭纤维除砷热力学参数
5.4 改性活性炭纤维除砷的吸附活化能
5.5 改性活性炭纤维除砷的吸附机理
5.5.1 铁改性活性炭纤维除砷机理研究
5.5.2 锰改性活性炭纤维除砷机理研究
5.6 本章小结
第6章 改性活性炭纤维除砷动态实验及再生实验研究
6.1 改性活性炭纤维除砷动态实验研究
6.2 铁改性活性炭纤维除砷的再生实验
6.3 锰改性活性炭纤维除砷再生实验研究
6.4 改性活性炭纤维吸附砷后出水的安全性评价
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3866909
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 地下水砷的存在形式、来源和危害
1.1.1 水体砷的存在形式
1.1.2 地下水砷的来源
1.1.3 砷污染对人体的危害
1.2 目前国内外水体的砷污染现状
1.3 国内外除砷技术研究现状
1.3.1 沉淀技术
1.3.2 氧化技术
1.3.3 离子交换技术
1.3.4 生物除砷技术
1.3.5 吸附法
1.4 活性炭纤维的微观结构与表面化学
1.4.1 活性炭纤维的微观结构
1.4.2 表面化学
1.4.3 性能特性
1.5 活性炭纤维的改性
1.5.1 形态改变
1.5.2 孔结构的控制
1.5.3 化学改性
1.6 铁锰吸附剂
1.7 本课题来源、目的及意义
1.7.1 本课题的来源
1.7.2 本课题的主要研究内容
1.7.3 本课题的意义
第2章 实验研究方法
2.1 活性炭纤维特性
2.2 实验试剂
2.3 实验仪器及设备
2.4 实验方法
2.4.1 改性方法
2.4.2 除砷性能研究
2.4.3 吸附动力学
2.4.4 等温吸附
2.4.5 动态实验
2.5 分析测定方法
2.5.1 砷的测定方法——二乙基二硫代氨基甲酸银光度法
2.5.2 铁的测定方法——邻菲罗啉分光光度法
2.5.3 锰的测定方法——高碘酸钾氧化光度法
2.5.4 氟的测定方法——离子选择电极法
2.5.5 官能团含量测定方法——Boehm 滴定法
第3章 活性炭纤维的改性及表征
3.1 未改性活性炭纤维的性能评价
3.1.1 未改性活性炭纤维除砷性能评价
3.1.2 未改性活性炭纤维除氟性能评价
3.2 活性炭纤维的改性
3.2.1 不同 Fe3+/Fe2+对改性效果的影响
3.2.2 锰浸渍液浓度对改性效果的影响
3.3 活性炭纤维的表征
3.3.1 透射电镜(TEM)分析改性活性炭纤维表面的结果
3.3.2 扫描电镜(SEM)分析改性活性炭纤维表面的结果
3.3.3 X 射线光电子能谱(XPS)分析改性活性炭纤维表面的结果
3.4 活性炭纤维含氧官能团测定
3.5 改性活性炭纤维比表面积及结构测定
3.6 改性活性炭纤维负载量的测定
3.6.1 铁改性活性炭纤维表面负载铁含量的测定
3.6.2 锰改性活性炭纤维表面负载锰含量的测定
3.7 本章小结
第4章 改性活性炭纤维除砷性能研究
4.1 初始 pH 对除砷效果的影响
4.2 水样初始浓度对去除效果的影响
4.3 改性活性炭纤维投加量对去除效果的影响
4.4 反应时间对砷去除效果的影响
4.5 共存氟离子对砷去除效果的影响
4.6 本章小结
第5章 改性活性炭纤维除砷动力学和热力学及机理研究
5.1 改性活性炭纤维除砷动力学研究
5.2 改性活性炭纤维除砷动力学拟合
5.3 改性活性炭纤维除砷热力学研究
5.3.1 等温吸附研究
5.3.2 改性活性炭纤维除砷热力学参数
5.4 改性活性炭纤维除砷的吸附活化能
5.5 改性活性炭纤维除砷的吸附机理
5.5.1 铁改性活性炭纤维除砷机理研究
5.5.2 锰改性活性炭纤维除砷机理研究
5.6 本章小结
第6章 改性活性炭纤维除砷动态实验及再生实验研究
6.1 改性活性炭纤维除砷动态实验研究
6.2 铁改性活性炭纤维除砷的再生实验
6.3 锰改性活性炭纤维除砷再生实验研究
6.4 改性活性炭纤维吸附砷后出水的安全性评价
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3866909
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