磁性镧基纳米复合材料的制备及其除磷性能研究
发布时间：2023-10-29 17:07
磷污染和磷资源缺乏是当前人类面临的严重问题,对水体中磷的深度净化和高效回收成为近年来的研究热点。吸附法除磷效率高,通过解吸、再生处理还可以实现磷资源和吸附剂的回收,是一种经济有效的除磷方法。探究高选择性、高吸附容量和低成本的吸附剂是该领域研究的主要目标。本课题组前期在磁性纳米氧化铁除磷方面做了大量研究工作,证实其是一类吸附性能好、易于回收的除磷材料。但是在选择性、吸附容量和稳定性等方面仍存在不足。基于此,本文选用对磷有特异性吸附的稀土元素La,结合磁性纳米氧化铁和其它功能改性材料,制备了三类镧基纳米吸附剂,系统的评估了其除磷性能,探讨了除磷机制。论文的主要研究内容为:(1)以聚乙烯亚胺(PEI)为表面改性剂,将PEI与前驱体铁盐和镧盐混合,通过一步共沉淀的方法制备PEI-Fe3O4/La(OH)3,表征结果说明该材料分散性良好,且具备良好的超顺磁性。吸附实验表明,材料对磷酸根表现出良好的吸附性能,在吸附剂投加量为0.1 g·L-1,初始磷酸盐浓度为12 mg·L-1,p H值为...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 磷污染及磷资源短缺概述
1.2 污水除磷方法简介
1.2.1 生物除磷法
1.2.2 化学沉淀法
1.2.3 膜分离法
1.2.4 离子交换法
1.2.5 吸附法
1.3 镧系吸附材料的研究进展
1.4 纳米吸附剂的性能优化
1.4.1 磁性纳米材料
1.4.2 表面改性
1.4.3 纳米材料的负载材料
1.5 研究内容、意义及技术路线
2 材料和方法
2.1 实验材料及表征仪器
2.2 实验表征
2.2.1 X射线衍射表征
2.2.2 扫描电子显微镜表征
2.2.3 透射电子显微镜表征
2.2.4 X射线光电子能谱表征
2.2.5 红外光谱表征
2.2.6 热重分析表征
2.2.7 紫外-可见光谱表征
2.2.8 Zeta电位表征
2.2.9 磁性表征
2.2.10 比表面积和孔径分布表征
2.3 磷的检测方法
2.4 分析方法
2.4.1 相关参数计算
2.4.1.1 平衡吸附量计算公式
2.4.1.2 磷酸盐去除率和脱附率计算公式
2.4.2 吸附等温线模型
2.4.3 吸附动力学模型
3 聚乙烯亚胺改性Fe3O4/La(OH)3复合材料的制备及除磷性能
3.1 引言
3.2 实验内容
3.2.1 PEI-Fe3O4/La(OH)3材料的制备
3.2.2 表征与分析
3.2.3 吸附实验
3.2.4 脱附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 PEI-Fe3O4/La(OH)3材料表征
3.3.2 改性前后材料的磷酸盐吸附能力对比
3.3.3 吸附等温线
3.3.4 反应动力学研究
3.3.5 pH对磷酸盐吸附的影响
3.3.6 共存离子效应
3.3.7 解吸实验及实际污水处理研究
3.3.8 吸附机制研究
3.4 小结
4 载镧磁性水热生物炭的制备及其除磷性能
4.1 引言
4.2 实验内容
4.2.1 载镧磁性水热生物炭的制备
4.2.1.1 秸秆水热炭制备及预处理
4.2.1.2 La-MHTC复合材料的制备
4.2.2 表征与分析
4.2.3 吸附实验
4.2.4 脱附实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 载镧磁性水热生物炭材料表征
4.3.2 载镧磁性复合材料磷酸盐吸附能力对比
4.3.3 吸附等温线
4.3.4 反应动力学研究
4.3.5 pH对磷酸盐吸附的影响
4.3.6 共存离子效应
4.3.7 解吸实验及实际污水处理研究
4.3.8 吸附机制研究
4.4 小结
5 Mg-La-Fe/沸石复合材料的制备及其除磷性能
5.1 引言
5.2 实验内容
5.2.1 MLFZ复合材料的制备
5.2.1.1 磁性沸石材料的制备
5.2.1.2 MLFZ复合材料的制备
5.2.2 表征与分析
5.2.3 吸附实验
5.2.4 脱附实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 MLFZ复合材料表征
5.3.2 沸石复合材料的磷酸盐吸附能力对比
5.3.3 吸附等温线
5.3.4 反应动力学研究
5.3.5 pH对磷酸盐吸附的影响
5.3.6 共存离子效应
5.3.7 解吸实验及实际污水处理研究
5.3.8 吸附机制研究
5.4 小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3858500
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 磷污染及磷资源短缺概述
1.2 污水除磷方法简介
1.2.1 生物除磷法
1.2.2 化学沉淀法
1.2.3 膜分离法
1.2.4 离子交换法
1.2.5 吸附法
1.3 镧系吸附材料的研究进展
1.4 纳米吸附剂的性能优化
1.4.1 磁性纳米材料
1.4.2 表面改性
1.4.3 纳米材料的负载材料
1.5 研究内容、意义及技术路线
2 材料和方法
2.1 实验材料及表征仪器
2.2 实验表征
2.2.1 X射线衍射表征
2.2.2 扫描电子显微镜表征
2.2.3 透射电子显微镜表征
2.2.4 X射线光电子能谱表征
2.2.5 红外光谱表征
2.2.6 热重分析表征
2.2.7 紫外-可见光谱表征
2.2.8 Zeta电位表征
2.2.9 磁性表征
2.2.10 比表面积和孔径分布表征
2.3 磷的检测方法
2.4 分析方法
2.4.1 相关参数计算
2.4.1.1 平衡吸附量计算公式
2.4.1.2 磷酸盐去除率和脱附率计算公式
2.4.2 吸附等温线模型
2.4.3 吸附动力学模型
3 聚乙烯亚胺改性Fe3O4/La(OH)3复合材料的制备及除磷性能
3.1 引言
3.2 实验内容
3.2.1 PEI-Fe3O4/La(OH)3材料的制备
3.2.2 表征与分析
3.2.3 吸附实验
3.2.4 脱附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 PEI-Fe3O4/La(OH)3材料表征
3.3.2 改性前后材料的磷酸盐吸附能力对比
3.3.3 吸附等温线
3.3.4 反应动力学研究
3.3.5 pH对磷酸盐吸附的影响
3.3.6 共存离子效应
3.3.7 解吸实验及实际污水处理研究
3.3.8 吸附机制研究
3.4 小结
4 载镧磁性水热生物炭的制备及其除磷性能
4.1 引言
4.2 实验内容
4.2.1 载镧磁性水热生物炭的制备
4.2.1.1 秸秆水热炭制备及预处理
4.2.1.2 La-MHTC复合材料的制备
4.2.2 表征与分析
4.2.3 吸附实验
4.2.4 脱附实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 载镧磁性水热生物炭材料表征
4.3.2 载镧磁性复合材料磷酸盐吸附能力对比
4.3.3 吸附等温线
4.3.4 反应动力学研究
4.3.5 pH对磷酸盐吸附的影响
4.3.6 共存离子效应
4.3.7 解吸实验及实际污水处理研究
4.3.8 吸附机制研究
4.4 小结
5 Mg-La-Fe/沸石复合材料的制备及其除磷性能
5.1 引言
5.2 实验内容
5.2.1 MLFZ复合材料的制备
5.2.1.1 磁性沸石材料的制备
5.2.1.2 MLFZ复合材料的制备
5.2.2 表征与分析
5.2.3 吸附实验
5.2.4 脱附实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 MLFZ复合材料表征
5.3.2 沸石复合材料的磷酸盐吸附能力对比
5.3.3 吸附等温线
5.3.4 反应动力学研究
5.3.5 pH对磷酸盐吸附的影响
5.3.6 共存离子效应
5.3.7 解吸实验及实际污水处理研究
5.3.8 吸附机制研究
5.4 小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3858500
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/3858500.html
最近更新
教材专著
