稳定型硫化零价铁对水体中Cr（Ⅵ）的去除及机理研究

发布时间：2023-02-26 20:43

　　Cr(Ⅵ)在水环境中的污染日益严重,对人体危害极大。本研究以微米零价铁(ZVI)为核心,对ZVI进行硫化改性和海藻酸钠(SA)负载,成功制备得到一种高效除六价铬Cr(Ⅵ)的功能性材料(SZVI-SA)。考察了制备过程中主要参数对材料除Cr(Ⅵ)性能的影响,并对合成材料的理化性质进行了表征分析。研究复合材料在不同环境因子下的除Cr(Ⅵ)效率,结合吸附模型、动力学模型和表征分析,探明复合材料除Cr(Ⅵ)机理,以期为SZVI-SA在实际过程中的应用提供理论依据和技术支持,同时也为Cr(Ⅵ)的去除提供一种经济高效环保的复合材料。(1)选择浓度为7%的Fe³⁺作为海藻酸钠螯合剂,硫化钠和ZVI的比例S/Fe=3.5、陈化时间4 h、干燥温度70℃作为材料制备的较优条件;SZVI-SA能够在较好去除Cr(Ⅵ)的同时,亦能有效去除溶液中Cr(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)。(2)对ZVI和不同S/Fe条件下制备的材料进行了SEM-EDS、TEM、BET、TG-DSC、XRD和FTIR表征分析。结果显示,本研究制备材料具有以下特征:材料有效成分为Fe S;比表面积97.83 m²

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 Cr(Ⅵ)的来源、性质和危害
        1.2.1 Cr(Ⅵ)的来源及性质
        1.2.2 Cr(Ⅵ)的危害
    1.3 Cr(Ⅵ)的去除技术
        1.3.1 物理法
        1.3.2 生物法
        1.3.3 化学法
    1.4 硫化零价铁概述
        1.4.1 零价铁的性质及应用
        1.4.2 硫化零价铁的性质及应用
    1.5 海藻酸钠的性质及应用
    1.6 本课题研究的目的、内容和技术路线
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 创新点
        1.6.3 研究内容
        1.6.4 技术路线
第2章 海藻酸钠负载硫化零价铁材料的制备
    2.1 实验方法和材料
        2.1.1 实验试剂和仪器
        2.1.2 材料的制备方法
        2.1.3 实验分析方法
        2.1.4 材料表征方法
        2.1.5 数据处理方法
        2.1.6 合成条件对SZVI-SA去除Cr(Ⅵ)的影响
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 螯合剂种类对SZVI-SA去除Cr(Ⅵ)的影响
        2.2.2 Fe3+浓度对SZVI-SA去除Cr(Ⅵ)的影响
        2.2.3 S/Fe对 SZVI-SA去除Cr(Ⅵ)的影响
        2.2.4 陈化时间对SZVI-SA去除Cr(Ⅵ)的影响
        2.2.5 干燥温度对SZVI-SA去除Cr(Ⅵ)的影响
        2.2.6 复合材料各组分对去除Cr(Ⅵ)的影响
    2.3 材料表征
        2.3.1 形貌及元素分析
        2.3.2 比表面积和孔径分布
        2.3.3 热失重效应分析
        2.3.4 X射线衍射仪(XRD)和红外光谱(FTIR)分析
    2.4 本章小结
第3章 海藻酸钠负载硫化零价铁去除Cr(Ⅵ)的影响因素研究
    3.1 实验材料与方法
        3.1.1 实验试剂与材料
        3.1.2 实验分析方法
        3.1.3 数据处理
        3.1.4 SZVI-SA去除Cr(Ⅵ)的影响因素研究
    3.2 结果分析与讨论
        3.2.1 溶解氧(DO)对去除Cr(Ⅵ)的影响
        3.2.2 投加量对去除Cr(Ⅵ)的影响
        3.2.3 初始浓度对去除Cr(Ⅵ)的影响
        3.2.4 溶液温度对去除Cr(Ⅵ)的影响
        3.2.5 溶液pH值对去除Cr(Ⅵ)的影响
        3.2.6 有机质含量对去除Cr(Ⅵ)的影响
    3.3 共存离子
        3.3.1 共存阳离子
        3.3.2 共存阴离子
    3.4 本章小结
第4章 海藻酸钠负载硫化零价铁去除Cr(Ⅵ)的机理研究
    4.1 实验材料与方法
        4.1.1 实验试剂与仪器
        4.1.2 实验分析方法
        4.1.3 数据处理
    4.2 吸附模型及反应机理初探
        4.2.1 反应动力学研究
        4.2.2 吸附等温线研究
        4.2.3 Cr(Ⅵ)去除机理
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 反应动力学
        4.3.2 吸附等温线
        4.3.3 Cr(Ⅵ)去除机理
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果



本文编号：3750860