超声对Fe(OH)3、MnO2·xH2O和CuS胶体颗粒沉降过程的影响研究

超声对Fe(OH)3、MnO2·xH2O和CuS胶体颗粒沉降过程的影响研究

论文摘要

以超声强化Fe(OH)3、MnO2·xH2O和CuS胶体颗粒的沉降过程为研究系统,分别采用了中和沉淀法将Fe3+制备为Fe(OH)3胶体级沉淀颗粒,H2O2氧化后再加氨水中和将Mn2+制备为MnO2·xH2O胶体级沉淀颗粒,硫化物沉淀法将Cu2+制备为CuS胶体级沉淀颗粒系统,分别探讨了超声作用对三种胶体颗粒体系沉降过程的影响。1超声对Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的影响采用了中和沉淀法使溶液中的Fe3+生成Fe(OH)3胶体级沉淀颗粒以除去溶液中的Fe3+。分别研究了不同超声作用时间、功率、频率、不同操作温度下超声对Fe(OH)3胶体沉降过程的沉降速率、固体颗粒去除率的影响。通过紫外可见分光光度法测定了沉降过程中样品上清液中Fe3+的吸光度,并测定了相应的Fe3+去除率,用TEM对Fe(OH)3颗粒的形貌进行了表征。研究结果表明,超声能够强化Fe(OH)3胶体颗粒的沉降过程,超声作用能够提高Fe(OH)3颗粒沉降过程中的沉降速率和胶体颗粒去除率,但并不能增大Fe3+的最终去除率。在操作温度、功率、频率分别为40℃、80W和24kHz时,超声作用时间从5min增大至15min,Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的沉降速率呈增大趋势,当作用时间增至20min后,超声对颗粒沉降的强化程度减小;在操作温度和超声作用时间分别为40℃、15min,超声功率由40W增大到60W时,Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的沉降速率增大,当功率增大至80、100W时,超声对颗粒沉降的强化程度减小;超声频率由24kHz增加到78kHz时,超声对颗粒沉降的强化程度呈减小趋势;不同操作温度下超声对Fe(OH)3的沉降速率和胶体颗粒去除率影响不明显;超声条件下颗粒粒径较静止条件下大且凝聚状态好。2超声对MnO2·xH2O胶体颗粒沉降过程的影响采用了H2O2氧化再加氨水中和沉淀的方法使溶液中的Mn2+生成MnO2·xH2O胶体级沉淀颗粒以除去溶液中的Mn2+。分别探讨了不同超声作用时间、功率、频率、不同操作温度下超声对沉降过程的沉降速率、固体颗粒去除率的影响。采用了火焰原子吸收分光光度法测定了样品上清液中Mn2+的吸光度值,并测定了相应的Mn2+去除率,用TEM对样品中的固体颗粒的形貌进行了表征。研究结果表明,超声对体系中MnO2·xH2O颗粒的沉降过程有强化作用,超声作用能够提高颗粒在沉降过程中的沉降速率、颗粒去除率,但并不能增大Mn2+的最终去除率。在操作温度、功率、频率分别为40℃、80W和24kHz时,超声作用时间从1min增大至4min,沉降过程的沉降速率呈增大趋势,当作用时间增至8min后,超声对颗粒沉降的强化程度减小;在操作温度和超声作用时间分别为40℃、4min,超声功率由40W增大到80W时,MnO2·xH2O沉降过程的沉降速率呈增大趋势,当功率增至100W时,超声对颗粒沉降的强化程度减小;超声频率由24kHz增加到78kHz时,超声对颗粒沉降的强化程度呈减小趋势;不同操作温度下超声对MnO2·xH2O的沉降速率和胶体颗粒去除率影响不明显;超声条件下颗粒较静止状态下的凝聚状态好。3超声对CuS胶体颗粒沉降过程的影响采用了硫化物沉淀法使溶液中的Cu2+生成CuS胶体级沉淀颗粒以除去溶液中的Cu2+。分别研究了不同超声作用时间、功率、频率、不同操作温度下超声对CuS胶体颗粒沉降过程的沉降速率、固体颗粒去除率的影响。采用了紫外可见分光光度法测定了样品上清液中Cu2+的吸光度值,并测定了相应的Cu2+去除率,用TEM对CuS颗粒形貌进行了表征。研究结果表明,超声对CuS胶体颗粒的沉降过程具有强化作用,超声作用能够提高CuS胶体颗粒沉降过程中的沉降速率、胶体颗粒去除率,但并不能增大Cu2+的最终去除率。在操作温度、功率、频率分别为40℃、80W和24kHz,超声作用时间从1min增大至5min时,CuS胶体颗粒沉降过程的沉降速率增大,当作用时间增至10、20min后,超声对颗粒沉降的强化程度呈减小趋势;在操作温度和超声作用时间分别为40℃、5min,超声功率由40W增大到80W时,沉降过程的沉降速率呈增大趋势,当功率增大至100W时,超声对颗粒沉降强化程度减小;超声频率由24kHz增加到78kHz时,超声对颗粒沉降的强化程度呈减小趋势;不同操作温度下超声对CuS的沉降速率和胶体颗粒去除率影响不明显;超声条件下颗粒较静止状态下的凝聚状态好。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 金属杂质离子去除的重要性
  • 1.2 改进溶液中小颗粒凝聚沉降的方法
  • 1.2.1 使用絮凝剂
  • 1.2.2 改进沉降设备
  • 1.2.3 强化颗粒沉降的新型方法
  • 1.3 超声强化颗粒沉降的特点
  • 1.4 超声强化溶液中颗粒凝聚沉降过程的研究进展
  • 1.5 本文的研究内容和意义
  • 2 理论部分
  • 2.1 固体小颗粒在静止流体中的沉降
  • 2.2 超声强化颗粒凝聚沉降的机理
  • 3胶体颗粒沉降过程的影响'>3 超声对Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的影响
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 实验仪器和药品
  • 3.2.2 实验步骤
  • 3.2.3 数据处理
  • 3.3 结果与讨论
  • 3胶体颗粒沉降过程的影响'>3.3.1 超声作用时间对Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的影响
  • 3胶体颗粒沉降过程的影响'>3.3.2 超声功率对Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的影响
  • 3胶体颗粒沉降过程的影响'>3.3.3 超声频率对Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的影响
  • 3 胶体颗粒沉降过程的影响'>3.3.4 不同操作温度下超声对Fe(OH)3胶体颗粒沉降过程的影响
  • 3 颗粒形貌的影响'>3.3.5 超声对Fe(OH)3颗粒形貌的影响
  • 3.4 小结
  • 2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响'>4 超声对MnO2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验仪器和药品
  • 4.2.2 实验步骤
  • 4.2.3 数据处理
  • 4.3 结果与讨论
  • 2·xH2O胶体颗粒沉降过程的影响'>4.3.1 超声作用时间对MnO2·xH2O胶体颗粒沉降过程的影响
  • 2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响'>4.3.2 超声功率对MnO2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响
  • 2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响'>4.3.3 超声频率对MnO2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响
  • 2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响'>4.3.4 不同操作温度下超声对MnO2·xH2O 胶体颗粒沉降过程的影响
  • 2·xH2O 颗粒形貌的影响'>4.3.5 超声对MnO2·xH2O 颗粒形貌的影响
  • 4.4 小结
  • 5 超声对CuS 胶体颗粒沉降过程的影响
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验部分
  • 5.2.1 实验仪器和药品
  • 5.2.2 实验步骤
  • 5.2.3 数据处理
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 超声作用时间对CuS 胶体颗粒沉降过程的影响
  • 5.3.2 超声频率对CuS胶体颗粒沉降过程的影响
  • 5.3.3 超声功率对CuS胶体颗粒沉降过程的影响
  • 5.3.4 不同操作温度下超声对CuS 胶体颗粒沉降过程的影响
  • 5.3.5 超声对CuS 颗粒形貌的影响
  • 5.4 小结
  • 6 结论
  • 7 参考文献
  • 硕士期间发表的论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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