本文主要研究内容
作者周灯（2019）在《新型磁性生物炭的研制及其处理废水中Cd2+、Pb2+的研究》一文中研究指出：随着人类工业化进程的迅速发展,水体重金属污染形势日渐加剧,严重危害人体健康。吸附法作为一种高效、便捷且使用范围最为广泛的重金属污染水体处理方法,其重难点在于吸附材料的选择。本文将利用常见的农副产品-稻壳进行不同温度炭化,筛选出对模拟工业废水中镉、铅吸附效果最佳的稻壳炭前驱体,然后通过液相还原-共沉淀法负载磁性Fe3O4,制备一种能够通过外加磁场回收,且能多次循环利用的新型磁性生物炭吸附材料(Fe3O4/BC)。依据Fe3O4/BC吸附模拟工业废水中Cd2+、Pb2+的基础影响因素试验,探明了溶液pH值、接触时间、Fe3O4/BC的添加量、溶液初始浓度以及反应温度对单一重金属吸附体系溶液中Cd2+、Pb2+的吸附效果的影响,同时对整个吸附过程进行吸附动力学和等温热力学的模型分析,结合Fe3O4/BC的(BET)比表面积、(SEM)电镜、(FTIR)红外光谱、以及(XPS)光电子能谱等一系列表征,探究Fe3O4/BC对模拟工业废水中Cd2+、Pb2+的可能吸附机理。同时还对Fe3O4/BC进行了吸附-解吸试验和模拟实际废水小试,讨论了Fe3O4/BC的再生能力和实际应用效果。主要结果如下:(1)不同热解温度的稻壳炭对水溶液中的Cd2+、Pb2+吸附效果较差,去除率随着炭化温度的升高而呈现先上升后下降的趋势;稻壳炭、Fe3O4及Fe3O4/BC对于Cd2+、Pb2+的吸附能力规律趋于一致,吸附能力Fe3O4/BC>稻壳炭,Fe3O4基本无吸附能力;且Fe3O4/BC具备同时处理多种重金属离子的性能,Fe3O4/BC与Pb2+的结合能力要大于Cd2+;混合溶液吸附体系中Cd2+和Pb2+之间存在竞争吸附,吸附选择顺序为Pb24+>Cd2+。(2)性能表征分析表明,Fe3O4/BC的表面附着了许多磁性Fe3O4颗粒,导致其表面形貌凹凸不平;相较于稻壳炭,Fe3O4/BC的比表面积、总孔体积都大大提升,吸附位点增多;稻壳炭负载磁性Fe3O4过程中,表面的还原性基团向羧基或者碳氧双键转化,官能团数目及种类增加,这些官能团通过离子交换、络合等方式与重金属离子结合,提高吸附能力;Fe3O4/BC的磁性准确来源为Fe3O4,其饱和磁化满足从水溶液中利用磁场回收条件。(3)Fe3O4/BC对Cd2+、Pb2+的吸附主要受pH值、溶液初始浓度、材料添加量、接触时间、温度等因素的影响。在Fe3O4/BC添加量为O.1g,溶液体积100mL、绝对温度为303K、接触时间2h、pH(Cd)值为6.0,pH(Pb)值为5.5、含Cd2+、Pb2+废水初始浓度均为100mg/L条件下,Fe304/BC对溶液中Cd2+、Pb2+的比吸附量分别为40.06mg/g、59.43mg/g。且Fe304/BC对Cd2+的吸附速率大于Pb2+,Cd2+达到平衡吸附时间为1h,Pb2+为2h。(4)动力学分析表明,拟二级动力学模型能很好地拟合Fe3O4/BC对Cd2+、Pb2+的吸附过程,R2均大于0.992,吸附过程中Fe3O4/BC与Cd2+、Pb2+之间所产生的离子交换或者价键共享通过化学吸附控制。Elovich动力学模型的良好拟合也在一定程度上说明了Fe3O4/BC的结合位点分布不均。等温吸附研究表明,Langmuir、Temkin及D-R等温模型均能较好的拟合Fe3O4/BC对Cd2+、Pb2+的吸附过程,Langmuir等温模型主要吸附过程为表面单分子层化学吸附,经过计算(303K)Fe3O4/BC对Cd2+、Pb2+的饱和吸附量分别为43.45mg/g、66.83mg/g;Temkin等温模型表明静电作用可能是影响Fe304/BC吸附Cd2+、Pb2+的一个重要机制;D-R模型判别Fe3O4/BC对Cd2+、Pb2+的整个体系属于化学吸附,吸附机制可能存在离子交换。(5)Fe3O4/BC的再生实验表明,硝酸能解吸Fe3O4/BC表面所附着的Cd2+、Pb2+使其再生,且再生Fe3O4/BC对于Cd2+、Pb2+仍有一定的处理能力,经过连续5个吸附-解吸循环,Fe3O4/BC对水溶液中Cd2+、Pb2+的单位吸附量分别为21.80mg/L、31.62mg/L。模拟工业废水小试实验结果表明,Fe3O4/BC是一种吸附性能良好,具备多次回收再生性能的重金属污染废水吸附材料,经过氧化钙的初步处理,Fe3O4/BC能较为快速的吸附工业废水中的重金属污染物,去除效果均高达97%以上,均达到国家污水排放标准限值(GB8978-2017)之内。
Abstract
sui zhao ren lei gong ye hua jin cheng de xun su fa zhan ,shui ti chong jin shu wu ran xing shi ri jian jia ju ,yan chong wei hai ren ti jian kang 。xi fu fa zuo wei yi chong gao xiao 、bian jie ju shi yong fan wei zui wei an fan de chong jin shu wu ran shui ti chu li fang fa ,ji chong nan dian zai yu xi fu cai liao de shua ze 。ben wen jiang li yong chang jian de nong fu chan pin -dao ke jin hang bu tong wen du tan hua ,shai shua chu dui mo ni gong ye fei shui zhong ge 、qian xi fu xiao guo zui jia de dao ke tan qian qu ti ,ran hou tong guo ye xiang hai yuan -gong chen dian fa fu zai ci xing Fe3O4,zhi bei yi chong neng gou tong guo wai jia ci chang hui shou ,ju neng duo ci xun huan li yong de xin xing ci xing sheng wu tan xi fu cai liao (Fe3O4/BC)。yi ju Fe3O4/BCxi fu mo ni gong ye fei shui zhong Cd2+、Pb2+de ji chu ying xiang yin su shi yan ,tan ming le rong ye pHzhi 、jie chu shi jian 、Fe3O4/BCde tian jia liang 、rong ye chu shi nong du yi ji fan ying wen du dui chan yi chong jin shu xi fu ti ji rong ye zhong Cd2+、Pb2+de xi fu xiao guo de ying xiang ,tong shi dui zheng ge xi fu guo cheng jin hang xi fu dong li xue he deng wen re li xue de mo xing fen xi ,jie ge Fe3O4/BCde (BET)bi biao mian ji 、(SEM)dian jing 、(FTIR)gong wai guang pu 、yi ji (XPS)guang dian zi neng pu deng yi ji lie biao zheng ,tan jiu Fe3O4/BCdui mo ni gong ye fei shui zhong Cd2+、Pb2+de ke neng xi fu ji li 。tong shi hai dui Fe3O4/BCjin hang le xi fu -jie xi shi yan he mo ni shi ji fei shui xiao shi ,tao lun le Fe3O4/BCde zai sheng neng li he shi ji ying yong xiao guo 。zhu yao jie guo ru xia :(1)bu tong re jie wen du de dao ke tan dui shui rong ye zhong de Cd2+、Pb2+xi fu xiao guo jiao cha ,qu chu lv sui zhao tan hua wen du de sheng gao er cheng xian xian shang sheng hou xia jiang de qu shi ;dao ke tan 、Fe3O4ji Fe3O4/BCdui yu Cd2+、Pb2+de xi fu neng li gui lv qu yu yi zhi ,xi fu neng li Fe3O4/BC>dao ke tan ,Fe3O4ji ben mo xi fu neng li ;ju Fe3O4/BCju bei tong shi chu li duo chong chong jin shu li zi de xing neng ,Fe3O4/BCyu Pb2+de jie ge neng li yao da yu Cd2+;hun ge rong ye xi fu ti ji zhong Cd2+he Pb2+zhi jian cun zai jing zheng xi fu ,xi fu shua ze shun xu wei Pb24+>Cd2+。(2)xing neng biao zheng fen xi biao ming ,Fe3O4/BCde biao mian fu zhao le hu duo ci xing Fe3O4ke li ,dao zhi ji biao mian xing mao ao tu bu ping ;xiang jiao yu dao ke tan ,Fe3O4/BCde bi biao mian ji 、zong kong ti ji dou da da di sheng ,xi fu wei dian zeng duo ;dao ke tan fu zai ci xing Fe3O4guo cheng zhong ,biao mian de hai yuan xing ji tuan xiang suo ji huo zhe tan yang shuang jian zhuai hua ,guan neng tuan shu mu ji chong lei zeng jia ,zhe xie guan neng tuan tong guo li zi jiao huan 、lao ge deng fang shi yu chong jin shu li zi jie ge ,di gao xi fu neng li ;Fe3O4/BCde ci xing zhun que lai yuan wei Fe3O4,ji bao he ci hua man zu cong shui rong ye zhong li yong ci chang hui shou tiao jian 。(3)Fe3O4/BCdui Cd2+、Pb2+de xi fu zhu yao shou pHzhi 、rong ye chu shi nong du 、cai liao tian jia liang 、jie chu shi jian 、wen du deng yin su de ying xiang 。zai Fe3O4/BCtian jia liang wei O.1g,rong ye ti ji 100mL、jue dui wen du wei 303K、jie chu shi jian 2h、pH(Cd)zhi wei 6.0,pH(Pb)zhi wei 5.5、han Cd2+、Pb2+fei shui chu shi nong du jun wei 100mg/Ltiao jian xia ,Fe304/BCdui rong ye zhong Cd2+、Pb2+de bi xi fu liang fen bie wei 40.06mg/g、59.43mg/g。ju Fe304/BCdui Cd2+de xi fu su lv da yu Pb2+,Cd2+da dao ping heng xi fu shi jian wei 1h,Pb2+wei 2h。(4)dong li xue fen xi biao ming ,ni er ji dong li xue mo xing neng hen hao de ni ge Fe3O4/BCdui Cd2+、Pb2+de xi fu guo cheng ,R2jun da yu 0.992,xi fu guo cheng zhong Fe3O4/BCyu Cd2+、Pb2+zhi jian suo chan sheng de li zi jiao huan huo zhe jia jian gong xiang tong guo hua xue xi fu kong zhi 。Elovichdong li xue mo xing de liang hao ni ge ye zai yi ding cheng du shang shui ming le Fe3O4/BCde jie ge wei dian fen bu bu jun 。deng wen xi fu yan jiu biao ming ,Langmuir、Temkinji D-Rdeng wen mo xing jun neng jiao hao de ni ge Fe3O4/BCdui Cd2+、Pb2+de xi fu guo cheng ,Langmuirdeng wen mo xing zhu yao xi fu guo cheng wei biao mian chan fen zi ceng hua xue xi fu ,jing guo ji suan (303K)Fe3O4/BCdui Cd2+、Pb2+de bao he xi fu liang fen bie wei 43.45mg/g、66.83mg/g;Temkindeng wen mo xing biao ming jing dian zuo yong ke neng shi ying xiang Fe304/BCxi fu Cd2+、Pb2+de yi ge chong yao ji zhi ;D-Rmo xing pan bie Fe3O4/BCdui Cd2+、Pb2+de zheng ge ti ji shu yu hua xue xi fu ,xi fu ji zhi ke neng cun zai li zi jiao huan 。(5)Fe3O4/BCde zai sheng shi yan biao ming ,xiao suan neng jie xi Fe3O4/BCbiao mian suo fu zhao de Cd2+、Pb2+shi ji zai sheng ,ju zai sheng Fe3O4/BCdui yu Cd2+、Pb2+reng you yi ding de chu li neng li ,jing guo lian xu 5ge xi fu -jie xi xun huan ,Fe3O4/BCdui shui rong ye zhong Cd2+、Pb2+de chan wei xi fu liang fen bie wei 21.80mg/L、31.62mg/L。mo ni gong ye fei shui xiao shi shi yan jie guo biao ming ,Fe3O4/BCshi yi chong xi fu xing neng liang hao ,ju bei duo ci hui shou zai sheng xing neng de chong jin shu wu ran fei shui xi fu cai liao ,jing guo yang hua gai de chu bu chu li ,Fe3O4/BCneng jiao wei kuai su de xi fu gong ye fei shui zhong de chong jin shu wu ran wu ,qu chu xiao guo jun gao da 97%yi shang ,jun da dao guo jia wu shui pai fang biao zhun xian zhi (GB8978-2017)zhi nei 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中南林业科技大学的周灯，发表于刊物中南林业科技大学2019-09-29论文，是一篇关于重金属废水论文,磁性生物炭论文,性能表征论文,吸附动力学论文,中南林业科技大学2019-09-29论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中南林业科技大学2019-09-29论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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