铁基生物炭的制备及在铬治理中的应用研究

发布时间：2024-03-18 18:50

　　铬是一种重要的工业原材料,近几十年以来,随着工业的发展,人类通过冶金、电镀、皮革鞣制等各种生产活动向环境中排放了大量的铬。环境中的铬主要以三价铬(Cr(Ⅲ))和六价铬(Cr(Ⅵ))的形式存在,与Cr(Ⅲ)相比,Cr(Ⅵ)因氧化性强、溶解度高、易迁移且对生物体的毒性较大,被国际公认为是最致癌的金属之一。铬污染环境治理通常采用化学还原技术,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),以降低Cr(Ⅵ)的毒性。在还原剂当中,铁基材料、硫基材料被广泛使用。虽然纳米硫化亚铁可用于Cr(Ⅵ)还原钝化,但由于其易团聚的缺陷,难以实现规模化使用。为了克服纳米硫化亚铁的应用缺陷,本研究采用液相反应法,以生物炭为支撑载体,壳聚糖为稳定剂,制备了纳米硫化亚铁的改性复合材料FeS-CS-BC,分别研究了FeS-CS-BC在水溶液与土壤中对Cr(Ⅵ)的还原效果,并通过SEM、XRD、FTIR、XPS等表征手段探究了 FeS-CS-BC与Cr(Ⅵ)的反应机理。得到的主要研究结果如下:(1)SEM图像显示FeS-CS-BC改性材料表面上均匀镶嵌着呈片状结构的物质;FeS-CS-BC改性材料的XRD图谱中出现FeS的衍射峰;FTIR...

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【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 绪论
    1.1 我国铬污染现状
    1.2 铬污染来源及危害
        1.2.1 铬污染的来源
        1.2.2 铬污染的危害
    1.3 铬污染治理技术
        1.3.1 铬污染水体治理技术
        1.3.2 铬污染土壤治理技术
    1.4 生物炭在环境修复中的应用
    1.5 硫化亚铁在环境修复中的应用
    1.6 文献计量学分析
    1.7 研究内容与技术路线
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 技术路线
第二章 铁基生物炭FeS-CS-BC的制备及表征
    2.1 材料与设备
    2.2 实验与方法
        2.2.1 生物炭的制备
        2.2.2 FeS-CS-BC改性材料的制备
        2.2.3 材料表征
    2.3 分析与讨论
        2.3.1 SEM表征
        2.3.2 XRD表征
        2.3.3 FTIR光谱分析
    2.4 本章小结
第三章 FeS-CS-BC改性材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的去除研究
    3.1 材料与设备
    3.2 实验与方法
        3.2.1 批量试验
        3.2.2 材料表征分析
        3.2.3 测定方法
    3.3 分析与讨论
        3.3.1 材料配比对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
        3.3.2 材料投加量对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
        3.3.3 pH对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
        3.3.4 共存离子对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
        3.3.5 动力学及吸附等温分析
        3.3.6 去除机理分析
    3.4 本章小结
第四章 FeS-CS-BC改性材料对Cr(Ⅵ)污染土壤修复效果的研究与评估
    4.1 材料与设备
    4.2 实验与方法
        4.2.1 污染土壤的配制
        4.2.2 老化实验
        4.2.3 Cr(Ⅵ)浸出测试
        4.2.4 种子发芽测试
        4.2.5 测定及分析方法
    4.3 分析与讨论
        4.3.1 材料投加量对Cr(Ⅵ)修复效果的影响
        4.3.2 老化时间对Cr(Ⅵ)修复效果的影响
        4.3.3 土壤中Cr(Ⅵ)的稳定化效果评估
        4.3.4 毒性评估
        4.3.5 修复机理
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
导师及作者简介
附件



本文编号：3931658