表面活性剂对纳米铁在多孔介质中迁移及Cd（Ⅱ）去除的影响
发布时间：2024-12-10 22:57
利用零价纳米铁颗粒(nZVI)对地下水进行原位治理是近年来的一个研究热点。nZVI具有大比表面积和高反应活性，能快速去除水中的多种有机氯代污染物、重金属及无机盐等污染物，并且使用灵活方便，在地下水原位治理中具有极大的优势。但在实际应用中却面临这样几个问题：分散性差，易团聚沉淀，在地下含水层中迁移性弱，潜在的环境风险。这些问题都极大地限制了零价纳米铁在实际工程中的应用。 针对以上问题，本研究选用聚苯乙烯磺酸钠（PSS）和羧甲基纤维素钠（CMC）作为分散剂，制备得到PSS复合零价纳米铁(nZVI/PSS)和CMC复合零价纳米铁(nZVI/CMC)。利用沉降实验研究PSS和CMC对nZVI的分散效果，并结合Zeta电位、BET和SEM结果探讨nZVI分散机理；采用柱实验评价nZVI、nZVI/PSS、nZVI/CMC在填充介质中的迁移能力，讨论纳米铁类型、填充介质粒径和地下水流速等条件对迁移能力的影响。 目前，我国镉污染相当严峻，其中相当一部分是由地下水的镉污染造成的。本文选用Cd(Ⅱ)为研究对象，比较了纳米铁铁投加量、Cd(Ⅱ)初始浓度、溶液初始pH及Na+离子强度对nZVI、n...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 零价纳米铁在地下水修复中的应用
1.2 零价纳米铁的研究现状
1.2.1 零价纳米铁的制备
1.2.2 零价纳米铁的表征
1.2.3 零价纳米铁的迁移
1.2.4 零价纳米铁的活性评价
1.3 镉(Cd)污染现状及常用的治理技术
1.3.1 镉元素的性质及存在形态
1.3.2 地下水及土壤中镉污染修复技术
1.4 本论文的选题意义及主要研究内容
1.4.1 本论文的目的与选题意义
1.4.2 本论文的研究内容
1.5 本章小结
第二章 实验装置、药品及分析方法
2.1 实验方案
2.1.1 实验装置
2.1.2 实验药品
2.1.3 实验仪器
2.2 实验材料的准备与预处理
2.2.1 零价纳米铁/复合零价纳米铁的制备
2.2.2 填充介质的制备
2.3 实验过程
2.3.1 沉降实验
2.3.2 柱实验
2.3.3 批实验
2.4 分析方法
2.4.1 紫外分光光度法测定铁含量
2.4.2 紫外分光光度法测定 Br 离子含量
2.4.3 原子吸收分光光度法测定 Cd(Ⅱ)含量
2.5 零价纳米铁的表征
2.5.1 比表面积分析
2.5.2 扫描电子显微镜
2.5.3 Zeta 电位和等电点(IEP)的测定
2.6 本章小结
第三章 零价纳米铁的分散性研究
3.1 零价纳米铁/复合零价纳米铁的制备
3.1.1 未改性零价纳米铁（nZVI）的制备
3.1.2 羧甲基纤维素钠改性纳米铁（nZVI/CMC）的制备
3.1.3 聚苯乙烯磺酸钠改性纳米铁的制备
3.2 零价纳米铁的表征
3.3 零价纳米铁沉降曲线
3.4 实验结果与分析
3.4.1 扫描电子显微镜（SEM）
3.4.2 比表面积（BET）
3.4.3 Zeta 电位(ζ电位)
3.4.4 沉降实验
3.5 不同改性剂对零价纳米铁的分散机理研究
3.5.1 改性过程中纳米铁电性变化的机理分析
3.5.2 零价纳米铁的分散机理
3.6 本章小结
第四章 不同零价纳米铁在多孔介质中的迁移研究
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 填充介质孔隙率测定
4.2.2 柱子的填充和预处理
4.2.3 Br 示踪实验
4.2.4 柱实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 示踪实验结果
4.3.2 不同改性剂对零价纳米铁迁移能力的影响
4.3.3 填充介质对零价纳米铁迁移能力的影响
4.3.4 流速对零价纳米铁在多孔介质中迁移的影响
4.4 本章小结
第五章 nZVI 和 SM nZVI 对 Cd(Ⅱ)的去除
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 初始 pH 值影响
5.2.2 投加量影响
5.2.3 Cd（Ⅱ）初始浓度影响
5.2.4 离子强度的影响
5.3 实验结果
5.3.1 nZVI 对 Cd（Ⅱ）的去除
5.3.2 nZVI/CMC 对 Cd（Ⅱ）的去除
5.3.3 nZVI/PSS 对 Cd（Ⅱ）的去除
5.4 结果讨论
5.4.1 pH 对 Cd（Ⅱ）去除的影响：
5.4.2 纳米铁投加量对 Cd（Ⅱ）去除的影响：
5.4.3 Cd 初始浓度对去除率的影响
5.4.4 离子强度对去除率的影响
5.4.5 改性剂对去除率的影响
5.5 本章小结
第六章 去除 Cd(Ⅱ)过程中的铁离子含量分析
6.1 引言
6.2 实验方法
6.3 nZVI 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.3.1 初始浓度的影响
6.3.2 投加量的影响
6.3.3 pH 值的影响
6.3.4 离子强度的影响
6.4 nZVI/150%CMC 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.4.1 初始浓度的影响
6.4.2 投加量的影响
6.4.3 pH 值的影响
6.4.4 离子强度的影响
6.5 nZVI/150%PSS 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.5.1 初始浓度的影响
6.5.2 投加量的影响
6.5.3 pH 值的影响
6.5.4 离子强度的影响
6.6 nZVI/30%PSS 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.7 nZVI/500%PSS 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.8 本章小结
结论与展望
1 结论
1.1 零价纳米铁的表征及分散性研究
1.2 零价纳米铁在多孔介质中的迁移研究
1.3 nZVI 和 SM nZVI 去除 Cd(Ⅱ)的研究
2 本研究的创新之处
3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意阽
本文编号：4015790
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 零价纳米铁在地下水修复中的应用
1.2 零价纳米铁的研究现状
1.2.1 零价纳米铁的制备
1.2.2 零价纳米铁的表征
1.2.3 零价纳米铁的迁移
1.2.4 零价纳米铁的活性评价
1.3 镉(Cd)污染现状及常用的治理技术
1.3.1 镉元素的性质及存在形态
1.3.2 地下水及土壤中镉污染修复技术
1.4 本论文的选题意义及主要研究内容
1.4.1 本论文的目的与选题意义
1.4.2 本论文的研究内容
1.5 本章小结
第二章 实验装置、药品及分析方法
2.1 实验方案
2.1.1 实验装置
2.1.2 实验药品
2.1.3 实验仪器
2.2 实验材料的准备与预处理
2.2.1 零价纳米铁/复合零价纳米铁的制备
2.2.2 填充介质的制备
2.3 实验过程
2.3.1 沉降实验
2.3.2 柱实验
2.3.3 批实验
2.4 分析方法
2.4.1 紫外分光光度法测定铁含量
2.4.2 紫外分光光度法测定 Br 离子含量
2.4.3 原子吸收分光光度法测定 Cd(Ⅱ)含量
2.5 零价纳米铁的表征
2.5.1 比表面积分析
2.5.2 扫描电子显微镜
2.5.3 Zeta 电位和等电点(IEP)的测定
2.6 本章小结
第三章 零价纳米铁的分散性研究
3.1 零价纳米铁/复合零价纳米铁的制备
3.1.1 未改性零价纳米铁（nZVI）的制备
3.1.2 羧甲基纤维素钠改性纳米铁（nZVI/CMC）的制备
3.1.3 聚苯乙烯磺酸钠改性纳米铁的制备
3.2 零价纳米铁的表征
3.3 零价纳米铁沉降曲线
3.4 实验结果与分析
3.4.1 扫描电子显微镜（SEM）
3.4.2 比表面积（BET）
3.4.3 Zeta 电位(ζ电位)
3.4.4 沉降实验
3.5 不同改性剂对零价纳米铁的分散机理研究
3.5.1 改性过程中纳米铁电性变化的机理分析
3.5.2 零价纳米铁的分散机理
3.6 本章小结
第四章 不同零价纳米铁在多孔介质中的迁移研究
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 填充介质孔隙率测定
4.2.2 柱子的填充和预处理
4.2.3 Br 示踪实验
4.2.4 柱实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 示踪实验结果
4.3.2 不同改性剂对零价纳米铁迁移能力的影响
4.3.3 填充介质对零价纳米铁迁移能力的影响
4.3.4 流速对零价纳米铁在多孔介质中迁移的影响
4.4 本章小结
第五章 nZVI 和 SM nZVI 对 Cd(Ⅱ)的去除
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 初始 pH 值影响
5.2.2 投加量影响
5.2.3 Cd（Ⅱ）初始浓度影响
5.2.4 离子强度的影响
5.3 实验结果
5.3.1 nZVI 对 Cd（Ⅱ）的去除
5.3.2 nZVI/CMC 对 Cd（Ⅱ）的去除
5.3.3 nZVI/PSS 对 Cd（Ⅱ）的去除
5.4 结果讨论
5.4.1 pH 对 Cd（Ⅱ）去除的影响：
5.4.2 纳米铁投加量对 Cd（Ⅱ）去除的影响：
5.4.3 Cd 初始浓度对去除率的影响
5.4.4 离子强度对去除率的影响
5.4.5 改性剂对去除率的影响
5.5 本章小结
第六章 去除 Cd(Ⅱ)过程中的铁离子含量分析
6.1 引言
6.2 实验方法
6.3 nZVI 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.3.1 初始浓度的影响
6.3.2 投加量的影响
6.3.3 pH 值的影响
6.3.4 离子强度的影响
6.4 nZVI/150%CMC 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.4.1 初始浓度的影响
6.4.2 投加量的影响
6.4.3 pH 值的影响
6.4.4 离子强度的影响
6.5 nZVI/150%PSS 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.5.1 初始浓度的影响
6.5.2 投加量的影响
6.5.3 pH 值的影响
6.5.4 离子强度的影响
6.6 nZVI/30%PSS 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.7 nZVI/500%PSS 去除 Cd 过程中的铁离子含量分析
6.8 本章小结
结论与展望
1 结论
1.1 零价纳米铁的表征及分散性研究
1.2 零价纳米铁在多孔介质中的迁移研究
1.3 nZVI 和 SM nZVI 去除 Cd(Ⅱ)的研究
2 本研究的创新之处
3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意阽
本文编号：4015790
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