一、USING FLY ASH TO STUDY ON THE MECHANISM OF THE ABSORPTION OF HEAVY METAL IONS IN WASTEWATER(论文文献综述)
陈元[1](2021)在《以粉煤灰、炉渣和污泥为基陶粒制备及其对含铅废水的吸附性能》文中研究说明随着城市工业化的发展,重金属污染和固体废物处置问题逐渐显着。本文以粉煤灰、炉渣和脱水污泥为原料制备陶粒吸附剂。通过正交实验、单因素实验、解吸再生实验和实际废水吸附实验,阐明陶粒的较佳制备条件及其对含铅废水的吸附特性、陶粒再生特性。通过吸附动力学、吸附等温模型和吸附热力学模型的拟合以及表征分析,探究陶粒对含铅废水的吸附机理。为电厂废物和污泥的资源化利用与含铅废水的处理提供理论和数据基础。陶粒较佳制备条件为:原料配比(粉煤灰:炉渣:污泥)、焙烧温度、焙烧时间和预热温度分别为60%:35%:5%、1075℃、15 min和300℃。较佳条件下制备的陶粒满足《水处理用人工陶粒滤料》(CJ/T 229-2008)和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)的要求,以大孔和中孔为主,主要含有羟基、羰基和Si-O等官能团,主要矿物成分为石英、莫来石、钙长石和赤铁矿。陶粒处理含铅废水的较佳吸附条件为:陶粒粒径、p H值、吸附时间和吸附温度分别为4 mm、4.5~5.0、360 min和25℃。陶粒再生所用较佳解吸剂为0.5 mol/L的HCl溶液,较佳解吸时间和次数分别为120 min和5次,解吸5次后的陶粒对Pb2+的去除率为92.67%。当处理Pb2+初始浓度为3.74 mg/L的某铅蓄电池厂经化学沉淀后的废水时,陶粒投加量为20 g/L条件下,处理后废水中Pb2+浓度为0.24 mg/L,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)第一类污染物对Pb2+的最大允许排放浓度限值(1.0 mg/L)的要求。陶粒与Pb2+发生化学吸附,为自发进行的放热反应。此吸附过程更好地遵循准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型。陶粒上的CH2、Si-O和O-H官能团在吸附Pb2+的过程中起主要作用。陶粒吸附Pb2+后,出现了新的物相Pb2Cl3OH和PbO。
赵德志[2](2021)在《螯合纤维及其水泥基材料重金属离子吸附固化性能研究》文中指出近年来,随着矿业、电镀、制革等与金属相关工业的快速发展,大量含重金属的工业废弃物、工业污水通过各种途径进入生物圈内,引发了一系列环境问题。由于重金属无法被生物降解,且能通过生物链循环进入植物体、动物体,最终会危害人类健康。随着人们生活水平的提高和环保意识的增强,高效、简易、低成本的重金属污染物处理措施成为了研究热点。水泥基材料被广泛应用于含重金属固废的固化处理,但处理后的固化体存在体积稳定性差、重金属溶出等问题。螯合吸附纤维目前被广泛应用于含重金属废水的分离与处理,具有选择性强、吸附容量大等特点,鉴于纤维材料在土木工程领域也有广泛应用,本文通过化学方法将纤维材料改性制备螯合吸附纤维,使之实现对废水中重金属离子的有效吸附,并将螯合吸附纤维同水泥基材料共同用于固化重金属离子及含重金属固废,对固化体的力学性能、重金属浸出毒性等进行实验研究。具体研究内容包括:以工程领域常用的有机合成聚丙烯纤维和天然植物纤维素纤维作为基体材料,通过自由基聚合的方法,在纤维表面接枝丙烯腈,并优化实验条件,使丙烯腈接枝率分别达到了33.33%和92.18%;将接枝纤维同盐酸羟胺和二乙烯三胺反应,制备偕胺肟化、胺化改性的聚丙烯/纤维素基螯合纤维。改性后的聚丙烯纤维表面更粗糙、比表面积增大,而改性后的纤维素纤维表面被反应产物覆盖、比表面积有所下降;两类改性纤维表面都含有大量的偕胺肟基团和氨基基团,纤维亲水性明显增强,热稳定性有提升。将制备的改性聚丙烯/纤维素纤维用于同时吸附水溶液中的Cu2+、Pb2+、Zn2+三种重金属离子,讨论了溶液初始pH值、离子初始浓度以及吸附时间对改性纤维吸附性能的影响,研究了改性纤维的吸附稳定性和循环吸附性能,并通过吸附动力学、等温吸附曲线以及FT-IR、XPS等表征手段对吸附机理进行探讨。研究结果表明,制备的改性纤维对Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附容量高、吸附速率快,且吸附过程均为化学吸附,纤维表面功能基团中N、O能同三种离子发生螯合作用并形成稳定配位结构,而影响Cu2+、Pb2+、Zn2+三种重金属离子竞争吸附的因素为离子亲和力、空间位阻效应及离子共价指数。相较于改性聚丙烯纤维,改性纤维素纤维对三种重金属离子的吸附效果更好,但20次吸附循环后的吸附量损失更大。将制备的改性聚丙烯/纤维素纤维和水泥共同用于固化Cu2+、Pb2+、Zn2+三种重金属离子,通过凝结时间、抗压强度、水化放热量和水化产物等测试分析,探讨重金属离子、改性纤维对水泥性能影响,并利用三种不同的浸出试验方法,探究纤维水泥复合材料对重金属离子的固化能力。研究结果表明,Cu2+、Pb2+、Zn2+会抑制水泥水化反应,导致水泥抗压强度降低、凝结时间延后,而掺入改性纤维可以有效弥补重金属离子对水泥水化的负面作用,且能通过双重稳定作用增强水泥对三种重金属离子的固化效果。此外,改性纤维还能提高水泥对甲基橙染料的吸附量,实现99%以上的吸附效率。基于改性纤维及其水泥基复合材料对重金属离子的良好吸附固化性能,将两种含重金属固废污泥和赤泥作为矿物掺合料掺入水泥,探究掺入不同种类改性纤维及不同污泥/赤泥取代率时固化体的抗压强度、重金属浸出毒性和化学形态分布。研究发现,提高污泥/赤泥取代量会降低固化体的抗压强度、提高固化体中处于可交换态、碳酸盐结合态重金属离子的相对含量,增大固化体中重金属离子的溶出量;在掺入不同种类的改性纤维后,固化体抗压强度提高、重金属浸出毒性明显降低,且处于残渣态、有机结合态以及铁/锰氧化物结合态的重金属离子相对含量明显提高。对污泥/赤泥固化体基质及滤液分别建立模型、评估环境风险,得到了不同取代量时固化体基质和滤液的环境风险变化规律,且掺入改性纤对降低污泥/赤泥固化体基体和滤液潜在环境风险具有积极作用。
庞煜[3](2021)在《循环流化床粉煤灰基地聚物的制备及其吸附Pb2+性能的研究》文中研究指明地质聚合物(简称“地聚物”)是近年来备受关注的一种经济环保的无机绿色新型胶凝材料,兼具无机矿物和高分子聚合物的结构与性能,能有效地去除废水中多种重金属离子,且不易带来二次污染,逐渐成为国内外的研究热点。循环流化床粉煤灰(CFB灰)是循环流化床锅炉燃烧煤矸石等燃料并进行炉内脱硫所产生的一种新型固体废弃物。随着循环流化床燃烧技术为代表的清洁燃烧技术的广泛应用,CFB粉煤灰的产量急剧增多,大量堆存势必造成诸多环境问题。而从化学组成和矿物组成来看,CFB灰完全具备合成地聚物的条件,且成本低廉、来源广泛。但由于其火山灰活性较普通粉煤灰差,限制了CFB灰作为地聚物原材料的使用。此外,地聚物去除重金属离子的研究主要集中在对“固封”作用的研究,即在地聚物制备中加入重金属离子对其固定,而针对实际废水中重金属离子的吸附及其机理研究相对较少。本文针对CFB灰活性差的性能缺陷,研究了水玻璃模数、碱激发剂掺量、水灰比和养护温度对所制备地聚物的强度的影响,并利用XRD、SEM等测试手段从微观层面分析其结构—强度的关系;同时研究了上述因素对所制备地聚物吸附典型重金属Pb2+的影响,并考察了地聚物作为吸附剂的投加量、溶液p H值、吸附时间、吸附温度和初始铅离子浓度等吸附条件对吸附性能的影响,获得CFB灰基地聚物对Pb2+的吸附动力学拟合、吸附热力学和吸附等温线模型,初步阐述了吸附机制。本文主要研究结果如下:主要研究结果如下:(1)以CFB粉煤灰为原料,使用氢氧化钠和水玻璃为复合激发剂制备地聚物,采用单因素实验法探究不同水玻璃模数、碱激发剂掺量、水灰比和养护温度对CFB粉煤灰基地聚物的抗压强度和吸附性能的影响。得到的最佳制备方案为:水玻璃模数为1.2,碱激发剂掺量为30%,水灰比为0.55,养护温度为60℃。在此条件下制得的地聚物28d的抗压强度为48.6Mpa;在p H=5,温度为25℃,地聚物投加量为0.5g/L,铅离子初始浓度为50mg/L,体积为100m L时,对CFB粉煤灰基地聚物对Pb2+的去除率为92.6%。(2)采用静态吸附法,研究了CFB粉煤灰基地聚物对Pb2+的吸附性能。实验结果表明随着投加量的增大,CFB粉煤灰基地聚物对铅离子的去除率呈先增大后平缓的趋势,在投加量为0.5g/L时,其对铅离子的去除率92.01%;p H值对CFB粉煤灰基地聚物吸附铅离子的影响较大,p H值越大去除效果越好。本实验中,在p H值为5时,对Pb2+的最大吸附量为93.72mg/g。(3)动力学和热力学分析表明:准二级动力学模型更能很好的描述CFB粉煤灰基地聚物对Pb2+的吸附过程,这表明化学吸附是地聚物吸附Pb2+过程中的主要方式。CFB粉煤灰基地聚物对Pb2+的吸附更符合Langmuir等温模型,表明吸附过程以单层吸附为主,Langmuir和Freundlich等温模型均表明地聚物对Pb2+的吸附为优惠吸附。热力学研究表明,地聚物对Pb2+的吸附为自发吸热过程,在温度为55℃时,CFB粉煤灰基地聚物对Pb2+的去除率达到了98.44%。
李雅涛[4](2021)在《尾煤无机质制备地质聚合物及其对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)吸附性能研究》文中进行了进一步梳理选煤厂原煤入选量逐年增加的同时也伴随着大量浮选尾煤的排出,尾煤大量堆积,不仅占用土地,形成粉尘污染空气,矿物中的有害成分通过渗透作用危害水土,还会形成地质灾害等环境危害。随着洁净煤技术的发展以及国家对环境保护要求的提高,选煤厂生产剩余的尾煤的综合治理及利用已成为亟待解决的重要问题。然而,近几年来倍受众多学者关注的一种新型无机环保绿色胶凝材料——地质聚合物,经研究证明可以用于高效的吸附重金属离子。本文以浮选尾煤为原料,通过热活化-碱激发制备了尾煤基地质聚合物。考察了多种制备因素对尾煤基地质聚合物吸附Pb(Ⅱ)容量的影响,通过SEM、XRD、FTIR、BET等材料表征分析了尾煤基地质聚合物的物理化学性质,并进行了尾煤基地质聚合物对重金属离子的吸附行为探讨。结果表明:(1)制备条件为SiO2/Al2O3=4,Na2O/SiO2=0.35,H2O/Na2O=12,热活化温度为800℃,固化时间为36小时,固化温度为90℃,碳含量为0的尾煤基地质聚合物的吸附性能最佳,吸附量达228.57 mg/g,远高于原尾煤的吸附量44.8 mg/g,是原煤的5倍。研究了以浮选尾煤、高岭土、石英为原料制备地质聚合物的吸附性能,对Pb(II)的最大吸附容量排序为:尾煤>高岭土>石英。(2)当活化温度在600℃以下时,尾煤中的硅铝利用率较低,当活化温度达到600℃以上时,尾煤基地质聚合物全部转化为非晶态物质,硅铝元素得到充分利用;浮选尾煤以粒径大小不一,结构疏散的不规则颗粒为主,尾煤表面粘附着很多粉末状颗粒,经热活化-碱激发法改性后,原尾煤结构消失,呈现粗糙疏松的凝胶状;在温度为800℃时已经脱出羟基、晶体结构被破坏、产生相变,在1104 cm-1处的吸收峰是属于Al-O/Si-O不对称伸缩振动,在683 cm-1及以下的吸收峰是由于四面体结构中TO(T=Si或Al)键的对称伸缩和弯曲振动引起,该峰标志着地质聚合物凝胶的形成;尾煤基地质聚合物的比表面积相较于原尾煤增大了9倍。(3)尾煤基地质聚合物对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,等温吸附符合Langmuir模型,尾煤基地质聚合物对Pb(II)的吸附是吸热自发过程;尾煤基地质聚合物对Cu(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,等温吸附符合Langmuir模型,尾煤基地质聚合物对Cu(II)的吸附是吸热自发过程。
赵蕾[5](2021)在《Fe3O4磁性纳米材料的研制及其对水中污染物的去除研究》文中进行了进一步梳理磁性纳米材料越来越多地被应用于水处理当中,吸附性能优良的Fe3O4磁性纳米材料也成为研究热点之一。本文选用共沉淀法制得的Fe3O4磁性纳米材料,通过改性磁性纳米材料,增加其对水中污染物(P、SO42-、Fe2+、Cu2+)的去除效果。最终制备出环保经济的磁性纳米材料,可以对未来水处理的研究提供一定的技术支撑依据。本论文的研究内容和实验结果主要包括以下几个方面:(1)采用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米材料,通过优选氯化镧对磁性纳米材料改性,制备出镧基磁性纳米材料。通过SEM、X射线衍射分析、比表面积分析、磁分离效果等进行材料表征。结果显示该材料为纳米级,比表面积为80.47 cm2·g-1,平均孔径13.09 nm且氯化镧成功的附着在Fe3O4粒子表面,该材料在20 s后可实现固液分离。(2)研究制备出的镧基磁性纳米材料去除P的效果,通过吸附剂的选择、最佳配比吸附剂、溶液p H的影响、吸附动力学以及吸附等温线的研究来分析除磷的吸附过程。结果得出:当La/Fe比为3:1,吸附剂投加量为0.2 g,p H为6时,镧基磁性纳米材料对P的去除效果最好,吸附量可以达到47.36 mg/g。通过吸附动力学研究发现,镧基磁性纳米材料对P的去除在短短30 min就可以实现。通过吸附等温线研究发现,该吸附剂对P的去除与Langmuir方程符合,相关系数R2为0.9954,它主要通过单层的方式实现吸附。在上述实验基础上,又对吸附剂的重复性进行了实验,结果显示,镧基磁性纳米材料在重复利用5次后仍具有较高的吸附效果,吸附效率由原来的95.4%降到92.53%。(3)应用粉煤灰对制备出的Fe3O4磁性纳米材料进行改性,研究该吸附剂对SO42-、Fe2+、Cu2+的吸附效果。先对制备出的粉煤灰磁性纳米材料进行表征分析,主要包括SEM表征及能谱分析、X射线衍射分析、比表面积及氮气吸附-脱附分析、磁分离效果等。该材料平均孔径为8.11 nm,在25 s内可实现固液分离。(4)为了研究粉煤灰磁性纳米材料对SO42-、Fe2+、Cu2+的吸附情况,通过吸附实验选出粉煤灰/Fe配比最佳的吸附剂,用它进行不同投加量、p H、吸附动力学、吸附等温线的研究。当该吸附剂对SO42-的吸附在粉煤灰/Fe质量比为15:1,添加0.2g吸附剂,p H为5时,能达到最好的吸附效果,吸附量为23.82 mg/g,所测的SO42-在吸附动力学研究下吸附时间120 min内达到平衡,同时准一级动力学模型更拟合SO42-的吸附,其相关系数为0.9645,并且一级动力学下的qe为23.93 mg/g。吸附得到的等温线方程更拟合Langmuir,相关系数R2为0.9883,吸附量最大值为48.17 mg/g;粉煤灰/Fe质量比为15:1对吸附Fe2+的吸附效果最好,当吸附剂量为0.15 g,p H为中性或碱性条件下吸附效果最好,通过分析吸附动力学发现该吸附剂对Fe2+的吸附60 min来可以实现,吸附量为41.85 mg/g,准二级动力学更适合解释Fe2+的吸附,其中qe为41.64 mg/g,相关系数为0.9987。Langmuir方程更接近于它的等温线,R2为0.9822,吸附量是115.34 mg/g为最大;对Cu2+的吸附在吸附剂量为0.05 g,p H为9时,吸附性最好,吸附量为53.28 mg/g。通过吸附动力学研究发现Cu2+的吸附在120min内可达到饱和,该过程可用准二级动力学解释,其R2为0.9739,在此模型下qe为53.33 mg/g。吸附等温线结果表明Cu2+的吸附拟合Langmuir方程,R2为0.9895,最大吸附量146.66 mg/g。研制的吸附剂对这三种离子的吸附都是化学过程,且吸附是单层的。最后研究了该吸附剂的再生,对SO42-、Fe2+、Cu2+的吸附效率分别从53.1%、67.3%和89.73%降低至45.37%、60.51%和83.02%,具有较高的稳定性。(5)为了探究吸附剂的实际应用,使用镧基磁性纳米材料对淡水进行了实际水体的吸附,吸附前后SO42-、NO3-和Cl-的浓度变化不是很大,Ca2+的浓度降低了8.84mg/L,Mg2+的浓度降低了10.21 mg/L,P的浓度由处理前的2.54 mg/L变为0.59 mg/L;利用粉煤灰磁性纳米材料对实际水体酸矿水进行了测试。结果表明,粉煤灰磁性纳米材料对酸矿水具有一定的去除效果。对酸矿水中Fe2+、Fe3+、Zn、Mn和Mg2+去除率为83.43%、82.96%、81.76%、76.88%和14.18%。对酸矿水中的阴离子,如对SO42-、NO3-和NH4+的去除率分别是48.79%、25.93%和22.37%。
杨秀涛[6](2021)在《钛酸钠基吸附材料制备及其对含铅废水的净化研究》文中认为随着工业的快速发展,大量含重金属废弃物未经处理排入水体,造成了严重污染。由重金属污染物引起的环境问题和健康危害也越来越受到人们关注。环境中的重金属不可降解而且具有剧毒性,经过生物链逐级累积后对生物和人类危害巨大,所以水体重金属污染的治理刻不容缓。由于具有成本低、操作简单、效率高等优点,吸附法成为一种普遍采用的重金属废水处理技术。提高吸附剂对目标重金属离子的吸附容量、吸附速率和吸附选择性是利用吸附法高效处理重金属废水的关键问题。本文以处理含铅废水为目的,针对钛酸钠纳米吸附材料机械性能差、分离回收困难、容易团聚和填充柱内压降大的科学问题,通过设计并构建了四种结构特殊且性能优良的钛酸钠基吸附材料,实现高效和选择性吸附废水中的铅离子。利用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱和氮气吸附-脱附等分析技术表征所制备的钛酸钠基吸附材料的结构。通过对比吸附前后钛酸钠基吸附材料的化学结构变化,阐述了其对重金属离子的吸附机制。通过设计序批式静态吸附实验和填充柱动态吸附实验,研究了钛酸钠基吸附材料的吸附特性,为其实际应用提供实验依据。本学位论文的主要研究内容如下:1.利用乙醇酸氧钛微米棒为前驱体,在NaOH溶液体系中采用水热法制备了分级微管状钛酸钠(HTMT)。水热过程中,反应所需的NaOH溶液的浓度仅为1 mol/L,这与传统制备钛酸钠纳米材料(5-10 mol/L)相比大大降低。制备的HTMT具有较大的比表面积(80.4 m2 g-1)和微管结构,其内部具有较大的空隙,外部由无数纳米片构成。由于其优异的结构,HTMT表现出对废水中铅离子较好的吸附性能。在室温条件下,HTMT对铅离子的最大吸附容量为540.5 mg/g,吸附速率快,并且重复再生性能好。另外,在含有高浓度干扰阳离子(钠、钾、钙、镁、铝离子)的环境中,该吸附材料仍能高效去除铅离子。在多种重金属(铅、铜、镉、镍、锌离子)混合体系中,该吸附材料表现出对铅离子的高效选择性吸附。通过对比HTMT材料和吸附Pb(II)后的HTMT材料的XPS、XRD和FTIR分析,阐明其吸附机理主要是离子交换、静电吸引和内层络合作用。HTMT具有吸附容量大、吸附速率快、选择性强和可重复利用性好等优点,是一种具有应用价值的重金属吸附材料。2.以乙醇酸氧钛微米棒为前驱体,在NaOH溶液体系中采用水热法和后续冷冻干燥处理制备了三维多孔钛酸钠材料(TNM)。制备的TNM具有薄片和针状纤维两种共存微观结构,其薄片相互堆叠支撑,针状纤维相互交联支撑,从而形成多孔的三维结构,并维持了材料的机械强度。同样条件下吸附处理废水中的Pb(II),吸附时间为48 h,TNM的去除效率(99%)远高于以纳米Ti O2为前驱体制备的块状n TNM材料(57%),说明了TNM多级三维多孔结构的优越性。TNM在较宽的溶液p H值范围内对Pb(II)都具有较高的吸附容量。Langmiur等温吸附方程对TNM吸附Pb(II)的拟合度高,饱和吸附容量为534.7 mg/g。TNM吸附材料能高效去除铅离子,受高浓度干扰阳离子(钠、钾、钙、镁、铝离子)的影响小。对于多种重金属(铅、铜、镉、镍、锌离子)混合体系,该吸附材料能够高效选择性去除其中的Pb(II)。利用该吸附材料净化模拟含铅电池厂废水结果表明,当吸附材料的投加量大于1 g/L时,废水中的Pb(II)浓度低于15μg/L,能够达到饮用水标准。TNM吸附性能优良而且分离回收简单方便,是一种具有实际应用价值的吸附材料。3.通过将磁铁矿纳米颗粒锚定在氧化石墨烯薄片上作为磁性基底,涂覆生长钛酸盐纳米片的方式合成了磁性氧化石墨烯-钛酸盐复合材料(MGO@TNs)。结果表明,MGO@TNs具有多级结构和较大的比表面积(193.4 m2 g-1),适合应用于对废水中铅离子的快速有效吸附。此外,负载的磁铁矿纳米粒子保证了MGO@TNs的有效磁分离回收,避免二次污染。研究表明离子交换作用、静电吸引和表面络合作用是主要的吸附机理。批量吸附实验表明MGO@TNs对铅离子的最大吸附量达到322.7 mg/g。经过6次吸附-脱附-再生循环后,MGO@TNs材料仍能保持89.6%吸附能力。此外,在处理模拟实际电池厂废水时,MGO@TNs吸附材料对废水中铅离子的去除率可达99.8%,确保了处理后的水可安全排放。实验结果表明,MGO@TNs具有良好的吸附性能,循环利用性和可磁力回收的优点,因此,使用MGO@TNs磁性吸附材料净化含铅废水具有很大的潜力。4.以氧化石墨烯(GO)纳米片为模板,涂覆生长钛酸钠纳米片,并通过冷冻干燥处理,堆叠形成了大尺寸氧化石墨烯-钛酸钠(GOTNs)复合材料,后续实现了该吸附材料在填充柱动态吸附处理含铅废水的应用。由于具有大量钛酸盐纳米片,GOTNs吸附材料表现出对重金属离子的快速吸附和高吸附容量的性能。GOTNs吸附材料对废水中铅离子、镉离子和铜离子的最大容量分别为530.5、201和130.5 mg/g(2.56、1.79和2.03 mmol/g)。经过6次吸附-脱附-再生循环后,GOTNs材料的吸附能力基本保持不变。3 g/L的GOTNs复合材料可以同时有效去除废水中铅、镉、铜、锌、镍离子。在静态吸附和柱吸附中,GOTNs吸附材料对Pb(II)均表现出较高的选择性吸附。柱吸附实验中,保证Pb(II)浓度不超过1 mg/L排放限值时,GOTNs复合材料(2 g)填充的柱子对含铅电池厂废水的有效处理量达到2760 BV(15.45 L);对多种重金属污染河口废水(含铅、镉、铜、锌离子)的有效处理量达到2280 BV(12.76 L)。研究表明,GOTNs复合材料在实际重金属污染废水处理中具有巨大的应用潜力。
张晗璐[7](2021)在《基于粉煤灰的磁性和催化功能材料制备及其水污染治理应用研究》文中指出粉煤灰(FA)是煤炭经过燃烧之后在烟气中捕集下来的细小颗粒物,是当前储存量较大的工业废渣之一,粉煤灰大量的堆积对环境造成极大的污染,其有效的处理处置受到广泛关注。粉煤灰稳定性好,且具有多孔结构,常作为良好的吸附材料在染料及重金属吸附、土壤改良等领域广泛应用。近年来粉煤灰的功能化利用更进一步推动了其治理和综合利用的发展,而与功能纳米材料结合所制备复合材料是粉煤灰功能化利用的重要途径之一。然而,现有的功能化方法存在复合过程可控性差,所制备复合物材料结构稳定性差等问题。金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子和有机分子通过配位作用连接而成的网格结构的功能材料,具有有序的孔道结构及大的比表面积,其在热解条件下可以形成金属氧化物多孔碳材料,是制备新型无机功能材料的有效前驱材料。本论文通过热解FA与MOF的复合材料,成功制备了FA与功能纳米材料的复合物,实现了FA的功能化。所得材料可控性好,结构稳定,具有较好的应用特性。论文具体实现了磁性粉煤灰及粉煤灰光催化材料的制备,在对所制备材料的结构和组分进行系统研究分析的同时,对其染料废水治理应用特性进行了研究探索。主要研究内容如下:首先对粉煤灰基本特性、改性方法、粉煤灰吸附剂的研究进展进行了简要介绍,同时对MOF材料的特性、合成方法以及应用情况作了简要的概括;随后对染料废水的进行简单的阐述,并简要介绍了磁性吸附材料、光催化材料以及粉煤灰基吸附剂在染料废水处理方面的研究进展;最后提出了本论文的立题思路。即将MOF材料负载于工业废料粉煤灰的表面,并通过煅烧热解处理,可控制备合成FA@Fe3O4、FA@ZnO两种粉煤灰功能材料,并将其用于染料废水的处理,在提高粉煤灰的综合利用效率的同时,为粉煤灰的回收处理提供新的思路。其次通过在FA表面负载铁系MOF材料MIL-88B-NH2,并进一步煅烧热解得到了FA@Fe3O4功能材料,利用FA与Fe3O4多孔碳材料协同作用实现了磁性粉煤灰功能材料的可控制备,充分利用了Fe3O4多孔碳材料的磁性和吸附性能。对所得FA@Fe3O4功能材料的结构、组分和性能进行了系统的分析研究,结果表明,所制备得到的复合物由FA与Fe3O4稳定复合,具有较大的比表面积和磁分离特性;复合材料的最佳制备条件为:FA:MIL-88B-NH2=1:5,煅烧温度600℃。亚甲基蓝模拟染料废水吸附实验结果显示:复合物材料吸附性能优异,吸附率达到了98%以上,吸附过程在热力学方面符合Langmuir等温线模型,在动力学方面更接近于准一级反应过程,材料回收利用效率较高,在染料废水处理方面具有一定的应用价值。然后通过将锌系MOF材料ZIF8负载在FA表面,并通过高温热解反应,在可控条件下成功制备了FA@ZnO光催化材料。FA的存在可以提高复合材料表面的底物浓度,使得ZnO提供的光催化性能最大程度的发挥作用。与前叙方法类似,研究分析了MOFs的负载量对所得材料结构及功能性质的影响,并进一步对其结构、组分及光催化降解废水中染料的特性进行了系统的分析研究。结果表明,本方法所制备FA@ZnO光催化材料在具有光催化特性的同时,具有好的结构稳定性同时提高了比表面积,并表现出较好的染料光降解性能,在环境治理及粉煤灰功能化方面具有潜在的价值。最后在对MOF负载进行粉煤灰功能化制备方法特点,以及选题实验结果进行总结的基础上,展望了粉煤灰基功能材料在制备方法、结构和组分分析、性能研究以及应用开发方面的研究发展前景。
庞进[8](2021)在《煤伴生矿物重金属吸附剂的制备与性能研究》文中认为矿山开采和印染等行业产生的废水中含有重金属离子,这些废水严重威胁人民群众安全。为了实现我国水资源健康发展,亟待开发高效可行的重金属废水处理技术。本文以廉价易得的煤伴生矿物煤系膨润土和煤矸石为原料,成功制备了磁性还原氧化石墨烯-膨润土(MrGO-BT)和煤矸石地质聚合物(GP)两种吸附剂。探究了两种吸附剂对Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)模拟废水的吸附效果。本文的主要研究内容和成果如下:以石墨、膨润土和铁盐等为原料,制备了具有抗酸性和可磁性回收的MrGO-BT,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等对MrGO-BT进行了表征。确定了MrGO-BT对Cr(Ⅵ)吸附条件的最佳值:当MrGO-BT用量为1.0 g/L,Cr(Ⅵ)溶液初始pH值为1.0,溶液温度为20℃,接触时间为150 min,初始Cr(Ⅵ)浓度为20 mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率最高可达到90%。吸附热力学研究表明,MrGO-BT吸附Cr(Ⅵ)是自发反应,该过程伴随着放热和自由度减小。吸附动力学和吸附等温线拟合结果分别符合准二级动力学模型和Langmuir模型,对Cr(Ⅵ)的Langmuir最大吸附量可达到91.46 mg/g。考察了MrGO-BT对Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)共存的吸附效果。实验表明,Cu(Ⅱ)可促进MrGO-BT对Cr(Ⅵ)的吸附。部分Cr(Ⅵ)与MrGO-BT上的C-O-H反应生成H-C=O和Cr(Ⅲ);部分Cr(Ⅵ)被壳聚糖上具有的-NH2+/-NH3+静电吸附;带正电荷的H+和Cu(Ⅱ)的加入可以促进静电吸附的发生,提高Cr(Ⅵ)的去除率;Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)与膨润土层间可能存在阳离子交换,也可能与MrGO-BT上的-NH2螯合生成-NH-Cr(Ⅲ)或-NH-Cu(Ⅱ)。MrGO-BT回收实验表明,分散在水体中的MrGO-BT可以实现磁回收。抗酸试验表明,MrGO-BT在pH值为1.0的水溶液中浸泡24 h,Fe(Ⅲ)溶出率仅为0.21%。以煤矸石为原料,通过水玻璃碱激发、养护,制备了GP。借助XRD等对GP进行了表征。探究了n(SiO2)/n(Na2O)对Cu(Ⅱ)吸附的影响规律,确定了GP对Cu(Ⅱ)吸附的最佳条件:在吸附剂用量为1.67 g/L,溶液温度为40℃,Cu(Ⅱ)溶液初始pH值为5.5,接触时间为90 min,初始Cu(Ⅱ)浓度为20 mg/L时,Cu(Ⅱ)的去除率最大可以达到99.5%。吸附热力学分析得出,GP吸附Cu(Ⅱ)是自发反应,该过程伴随着吸热和自由度增加。准二级动力学可以阐述Cu(Ⅱ)在GP上的吸附过程。吸附等温线拟合分析得出,Cu(Ⅱ)在GP上的吸附过程符合Langmuir等温线模型,且最大吸附量达到72.3 mg/g。考察了GP对Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)共存模拟废水的吸附性能,实验表明,Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)之间不存在明显的竞争或协同关系。吸附Cu(Ⅱ)前后的红外光谱显示,Cu(Ⅱ)在GP上的吸附包括化学吸附、电荷吸附和离子交换三种方式。EDTA-2Na解吸之后的GP重复利用五次后,对Cu(Ⅱ)的最大去除率依然可以达到80.88%,这表明GP有良好的重复利用能力。
于丽园[9](2021)在《赤泥-黄土混合材料对Cd2+、Mn2+的吸附特性研究》文中指出土体与地下水污染评价与防治的研究是环境岩土工程的一个重要课题,本文通过将工业废弃物的资源化利用与酸性矿井废水的修复紧密结合,研究赤泥-黄土混合材料吸附剂在单一及竞争条件下对重金属镉和锰的吸附性能,为工程应用提供重要的理论依据,具有积极的社会和环境意义。具体结论如下:(1)赤泥-黄土混合材料对Cd2+、Mn2+吸附反应均在480min时达到平衡,去除率分别达到98.25%、95.26%,吸附量分别达到12.28 mg/g、5.89 mg/g。Cd2+的吸附过程以多分子层吸附为主,Mn2+的吸附过程以单分子层吸附为主。吸附机理均以化学吸附作用主导的吸附模式,吸附存在物理吸附和化学吸附。吸附总速率均由液膜扩散和粒子内扩散共同控制。吸附过程均具有可行性、自发性、吸热性。赤泥和黄土中的矿物成分和有机质对Cd2+、Mn2+的吸附起了重要的作用。(2)不同试验条件对赤泥-黄土混合材料吸附Cd2+、Mn2+的影响显着。增加吸附剂的固液比时,离子去除率均相应增大;吸附量随溶液初始浓度的增加而增大,但去除率随溶液初始浓度的增加而减小;吸附量和去除率均随温度升高而增大;溶液pH值对离子去除效果有重要影响,pH在3~6之间去除效果最佳。(3)赤泥和黄土的碱性对模拟酸性矿井废水的酸性有良好的缓冲作用,可以调节其较低的pH值,使得废水的pH值满足环境的要求。(4)在竞争条件下,Cd2+、Mn2+之间存在竞争吸附场位、对抗作用。吸附速率变大,Cd2+的最大去除率降幅小于Mn2+。Cd2+的吸附过程由多分子层吸附转变为单分子层吸附,Mn2+的吸附过程仍以单分子层吸附为主。赤泥-黄土混合吸附材料对Mn2+的吸附能力大大减弱。(5)在竞争条件下,赤泥-黄土混合吸附材料对Cd2+的吸附能力大于Mn2+。该选择顺序与Cd2+、Mn2+的电负性、水解常数、水合离子半径的大小有关。
陈龙飞[10](2021)在《Fe3O4和粉煤灰制备磁捕剂除藻及吸附Cr(Ⅵ)的研究》文中进行了进一步梳理河流、湖泊中蓝藻的爆发,造成水质的恶化,影响饮用水安全,从而使得人们对蓝藻的去除尤为关注。此外,重金属会导致严重的水体污染,成为水处理中不能忽视的问题。其中Cr(Ⅵ)毒性强,危害大。因此,如何在实际水处理过程中去除藻和Cr(Ⅵ),成为研究人员所关心的一个问题。粉煤灰是燃煤电厂在燃烧过程中产生的废弃物,是一种粉状灰粒。粉煤灰微细粉末中,70%以上都是由Si O2、Al2O3和Fe2O3组成。由于其多孔型蜂窝状结构和大的比表面积,使得其对藻类和重金属的去除具有很好的应用前景。(1)论文将某电厂废弃物粉煤灰进行改性,通过将粉煤灰与Fe3O4混合,利用盐酸改性制备了磁捕剂。通过正交实验,甄选出了三者的最优配比,由此制备的磁捕剂除藻效果最佳。同时,研究了不同体积和质量分数的盐酸制备的磁捕剂对铜绿微囊藻的去除效果。(2)利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、SEM和Zeta电位仪对磁捕剂进行表征。研究了改性后粉煤灰表面的特征。(3)优化了磁捕剂去除铜绿微囊藻的条件,诸如投加量、搅拌速度/时间、p H、藻密度、接触时间等。之后,研究了磁捕剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,优化了磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)的条件。(4)利用动力学模型(拟一阶动力学模型、拟二阶动力学模型)、等温吸附模型(Langmuir模型、Freundlich模型等)和吸附热力学探讨了磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)机理。
二、USING FLY ASH TO STUDY ON THE MECHANISM OF THE ABSORPTION OF HEAVY METAL IONS IN WASTEWATER(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、USING FLY ASH TO STUDY ON THE MECHANISM OF THE ABSORPTION OF HEAVY METAL IONS IN WASTEWATER(论文提纲范文)
(1)以粉煤灰、炉渣和污泥为基陶粒制备及其对含铅废水的吸附性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 吸附法处理重金属废水 |
1.2.1 重金属废水处理技术 |
1.2.2 吸附剂的类型 |
1.2.3 陶粒吸附剂的制备方法 |
1.2.4 影响陶粒制备的因素 |
1.2.5 影响吸附效果的因素 |
1.2.6 吸附理论模型 |
1.2.7 重金属离子的吸附机理 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 研究目标 |
1.6 课题来源 |
2 实验设计 |
2.1 实验内容和方法 |
2.1.1 以粉煤灰、炉渣和污泥为基陶粒的制备和性能表征 |
2.1.2 陶粒对含铅废水的吸附和再生特性 |
2.1.3 陶粒对铅离子的吸附机理 |
2.2 实验试剂 |
2.3 实验仪器 |
2.4 分析方法 |
2.4.1 原料物理性质分析 |
2.4.2 陶粒物理性质分析 |
2.4.3 陶粒浸出毒性测定 |
2.4.4 吸附模型拟合 |
3 陶粒的制备及性能表征 |
3.1 原料的基本性质 |
3.2 陶粒吸附剂较佳制备条件确定 |
3.2.1 正交实验结果分析 |
3.2.2 极差分析 |
3.2.3 方差分析 |
3.3 陶粒的性能检测 |
3.3.1 陶粒的物理性能 |
3.3.2 陶粒的浸出毒性 |
3.4 陶粒的表征 |
3.4.1 BET表征 |
3.4.2 FTIR表征 |
3.4.3 SEM表征 |
3.4.4 XRD表征 |
3.5 小结 |
4 陶粒对含铅废水的吸附和再生特性 |
4.1 吸附影响因素研究 |
4.1.1 陶粒粒径对吸附效果的影响 |
4.1.2 pH值对吸附效果的影响 |
4.1.3 陶粒投加量和Pb~(2+)初始浓度对吸附效果的影响 |
4.1.4 吸附温度对吸附效果的影响 |
4.1.5 吸附时间对吸附效果的影响 |
4.2 陶粒的解吸再生 |
4.2.1 解吸剂及浓度的选择 |
4.2.2 解吸时间的选择 |
4.2.3 解吸次数的选择 |
4.3 实际含铅废水处理 |
4.4 小结 |
5 陶粒对含铅废水的吸附机理 |
5.1 吸附模型拟合 |
5.1.1 吸附动力学模型 |
5.1.2 吸附等温模型 |
5.1.3 吸附热力学模型 |
5.2 FTIR表征 |
5.3 SEM表征 |
5.4 XRD表征 |
5.5 小结 |
6 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
(2)螯合纤维及其水泥基材料重金属离子吸附固化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 含重金属废水及固体废物处理现状 |
1.2.1 重金属废水处理现状 |
1.2.2 重金属固体废物处理现状 |
1.3 纤维吸附材料研究现状 |
1.4 国内外文献综述的简析 |
1.5 课题主要研究思路与内容 |
第2章 纤维改性及水溶液中重金属离子形态分析 |
2.1 引言 |
2.2 原材料及表征方法 |
2.2.1 原材料及实验仪器 |
2.2.2 表征方法 |
2.3 纤维改性方法与优化 |
2.3.1 聚丙烯纤维改性 |
2.3.2 纤维素纤维改性 |
2.4 改性聚丙烯纤维的表征 |
2.4.1 扫描电镜 |
2.4.2 傅立叶红外光谱 |
2.4.3 X射线光电子能谱 |
2.4.4 热重及差示扫描量热 |
2.4.5 比表面积及表面能 |
2.5 改性纤维素纤维的表征 |
2.5.1 表面形貌 |
2.5.2 表面元素及官能团 |
2.5.3 热稳定性 |
2.5.4 比表面积及亲水性 |
2.6 溶液中重金属离子形态分布 |
2.6.1 溶液中Pb~(2+)的形态分布 |
2.6.2 溶液中Cu~(2+)的形态分布 |
2.6.3 溶液中Zn~(2+)的形态分布 |
2.7 本章小结 |
第3章 改性纤维对水中重金属离子竞争吸附 |
3.1 引言 |
3.2 原材料及实验方法 |
3.2.1 原材料 |
3.2.2 吸附性能实验 |
3.2.3 循环吸附实验 |
3.2.4 吸附稳定性实验 |
3.2.5 分析测试方法 |
3.3 改性聚丙烯纤维的吸附性能 |
3.3.1 pH值对吸附性能影响 |
3.3.2 初始浓度对吸附性能影响 |
3.3.3 吸附动力学 |
3.3.4 等温吸附性能 |
3.3.5 循环吸附性能 |
3.3.6 吸附稳定性 |
3.3.7 吸附机理分析 |
3.4 改性纤维素纤维的吸附性能 |
3.4.1 pH值对吸附性能影响 |
3.4.2 初始浓度对吸附性能影响 |
3.4.3 吸附动力学 |
3.4.4 等温吸附性能 |
3.4.5 循环吸附性能 |
3.4.6 吸附稳定性 |
3.4.7 吸附机理分析 |
3.5 竞争吸附机理分析 |
3.6 吸附性能对比分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 纤维水泥复合材料的吸附固化性能 |
4.1 引言 |
4.2 原材料及实验方法 |
4.2.1 原材料 |
4.2.2 试件成型与性能表征 |
4.2.3 重金属离子浸出实验 |
4.2.4 甲基橙吸附实验 |
4.3 重金属离子对纤维水泥复合材料性能影响 |
4.3.1 凝结时间 |
4.3.2 抗压强度 |
4.3.3 水化热 |
4.3.4 水化产物 |
4.4 纤维水泥复合材料对重金属离子的固化性能 |
4.4.1 水平震荡法 |
4.4.2 醋酸缓冲溶液法 |
4.4.3 TCLP法 |
4.4.4 固化机理 |
4.5 纤维水泥复合材料对甲基橙吸附性能 |
4.5.1 吸附动力学 |
4.5.2 吸附等温性能 |
4.5.3 潜在应用分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 改性纤维协同水泥固化污泥/赤泥中重金属离子 |
5.1 引言 |
5.2 原材料及实验方法 |
5.2.1 原材料 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 污泥/赤泥固化体性能研究 |
5.3.1 抗压强度 |
5.3.2 重金属离子浸出毒性 |
5.3.3 重金属离子化学形态 |
5.4 潜在环境风险评估 |
5.4.1 基体评估 |
5.4.2 滤液评估 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得创新性成果 |
致谢 |
个人简历 |
(3)循环流化床粉煤灰基地聚物的制备及其吸附Pb2+性能的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 循环流化床粉煤灰的研究现状 |
1.3 地聚物的研究现状 |
1.3.1 地聚物的概念 |
1.3.2 地聚物结构 |
1.3.3 地聚物的性能及应用 |
1.3.4 地聚物在治理重金属中的应用 |
1.4 Pb~(2+)治理的研究现状 |
1.4.1 重金属污染及治理现状 |
1.4.2 铅离子污染现状 |
1.4.3 铅离子治理现状 |
1.5 研究目的、意义及内容 |
1.5.1 研究目的与意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验材料与方法 |
2.1 实验原料及性质 |
2.1.1 循环流化床粉煤灰 |
2.1.2 碱激发剂 |
2.2 实验试剂及主要仪器 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验主要仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 循环流化床粉煤灰基地聚物的制备方法 |
2.3.2 循环流化床粉煤灰基地质聚合物吸附Pb~(2+)实验 |
2.4 分析测试方法 |
2.4.1 X射线荧光光谱(XRF)表征分析 |
2.4.2 力学性能测试 |
2.4.3 X射线衍射(XRD)表征分析 |
2.4.4 红外光谱(FT-IR)表征分析 |
2.4.5 扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)表征分析 |
2.4.6 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测试 |
第三章 循环流化床粉煤灰基地聚物的制备条件优化 |
3.1 引言 |
3.2 水玻璃模数对CFB粉煤灰基地聚物性能的影响 |
3.2.1 水玻璃模数对CFB粉煤灰基地聚物抗压强度的影响 |
3.2.2 水玻璃模数对CFB粉煤灰基地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
3.3 碱激发剂掺量对CFB粉煤灰基地聚物性能的影响 |
3.3.1 碱激发剂掺量对CFB粉煤灰基地聚物抗压强度的影响 |
3.3.2 碱激发剂掺量对CFB粉煤灰基地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
3.4 水灰比对CFB粉煤灰基地聚物性能的影响 |
3.4.1 水灰比对CFB粉煤灰基地聚物抗压强度的影响 |
3.4.2 水灰比对CFB粉煤灰基地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
3.5 养护温度对CFB粉煤灰基地聚物性能的影响 |
3.5.1 养护温度对CFB粉煤灰基地聚物抗压强度的影响 |
3.5.2 养护温度对CFB粉煤灰基地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 循环流化床粉煤灰基地聚物吸附Pb~(2+)的性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 CFB粉煤灰基地聚物吸附Pb~(2+)的影响因素研究 |
4.2.1 投加量对地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
4.2.2 溶液pH对地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
4.2.3 吸附时间对地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
4.2.4 吸附温度对地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
4.2.5 Pb~(2+)初始浓度对地聚物吸附Pb~(2+)的影响 |
4.3 吸附动力学研究 |
4.4 吸附热力学研究 |
4.5 吸附等温模型 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人简介及联系方式 |
(4)尾煤无机质制备地质聚合物及其对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)吸附性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究意义及目标 |
1.2 浮选尾煤国内外研究综述 |
1.2.1 浮选尾煤的危害 |
1.2.2 浮选尾煤利用现状 |
1.2.3 浮选尾煤改性研究现状 |
1.2.4 煤基吸附剂的研究现状 |
1.3 地质聚合物的研究 |
1.3.1 地质聚合物定义及结构 |
1.3.2 地质聚合物的制备及影响因素 |
1.3.3 地质聚合的反应机理 |
1.3.4 地质聚合物多孔材料的研究现状 |
1.3.5 地质聚合物多孔材料研究中存在的问题 |
1.4 研究内容、研究方法及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
1.4.3 技术路线 |
第2章 试验部分及实验样品基本性质 |
2.1 试验原料、药品和仪器 |
2.1.1 试验原料、化学试剂 |
2.1.2 试验仪器 |
2.2 实验及表征方法 |
2.2.1 尾煤基地质聚合物吸附材料的制备方法 |
2.2.2 吸附试验方法 |
2.2.3 测试与表征方法 |
2.3 实验样品基本性质的测定 |
2.3.1 工业分析 |
2.3.2 粒度分布 |
2.3.3 XRF化学组分分析 |
2.3.4 TG-DSC分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 尾煤基地质聚合物材料的制备因素对吸附性能影响 |
3.1 以尾煤作为原料的地质聚合物对吸附性能影响 |
3.1.1 地质聚合物体系中SiO_2/Al_2O_3对吸附性能的影响 |
3.1.2 地质聚合物体系中Na_2O/SiO_2对吸附性能的影响 |
3.1.3 地质聚合物体系中H_2O/Na_2O对吸附性能的影响 |
3.1.4 地质聚合物凝胶体系固化温度对吸附性能的影响 |
3.1.5 地质聚合物凝胶体系固化时间对吸附性能的影响 |
3.1.6 地质聚合物凝胶体系的C含量对吸附性能的影响 |
3.1.7 尾煤热活化温度对吸附性能的影响 |
3.2 以高岭土作为原料的地质聚合物对吸附性能影响 |
3.2.1 地质聚合物体系中SiO_2/Al_2O_3对吸附性能的影响 |
3.2.2 地质聚合物体系中Na_2O/SiO_2对吸附性能的影响 |
3.2.3 高岭土热活化温度对吸附性能的影响 |
3.3 以石英作为原料的地质聚合物对吸附性能影响 |
3.3.1 地质聚合物体系中SiO_2/Al_2O_3对吸附性能的影响 |
3.3.2 地质聚合物体系中Na_2O/SiO_2对吸附性能的影响 |
3.3.3 石英热活化温度对吸附性能的影响 |
3.4 三种不同原料所制备的地质聚合物吸附性能比较 |
3.5 本章小结 |
第4章 尾煤基地质聚合物材料的微观物相形貌 |
4.1 XRD物相分析 |
4.2 FTIR表面官能团分析 |
4.3 SEM表面形貌分析 |
4.4 BET氮气吸附-脱附分析 |
4.4.1 等温吸脱附曲线 |
4.4.2 比表面积 |
4.4.3 孔容和孔径分布 |
4.5 本章小结 |
第5章 尾煤基地质聚合物材料对重金属废水吸附条件影响及吸附机理研究 |
5.1 尾煤基地质聚合物对吸附水中Pb(Ⅱ)的研究 |
5.1.1 溶液p H值的影响 |
5.1.2 吸附时间的影响 |
5.1.3 溶液中Pb(Ⅱ)初始浓度的影响 |
5.1.4 吸附温度的影响 |
5.2 尾煤基地质聚合物去除水中Cu(Ⅱ)的研究 |
5.2.1 溶液pH值的影响 |
5.2.2 吸附时间的影响 |
5.2.3 溶液中Cu(Ⅱ)初始浓度的影响 |
5.2.4 吸附温度的影响 |
5.3 吸附行为探讨与研究 |
5.3.1 尾煤基地质聚合物对Pb(Ⅱ)的吸附理论 |
5.3.2 尾煤基地质聚合物对Cu(Ⅱ)的吸附理论 |
5.4 重复使用性能分析 |
5.5 吸附机理 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 建议与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(5)Fe3O4磁性纳米材料的研制及其对水中污染物的去除研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.1.1 含磷废水的简介及处理 |
1.1.2 含硫酸根废水的简介及处理 |
1.1.3 含重金属离子废水的简介及处理 |
1.2 磁性纳米材料的研究现状 |
1.2.1 磁性纳米材料的制备方法 |
1.2.2 磁性纳米材料在水处理中的应用 |
1.3 稀土元素镧去除磷的应用 |
1.4 粉煤灰在水处理中的应用 |
1.5 研究目的及意义 |
1.6 研究内容与技术路线 |
第二章 磁性纳米材料的制备及其表征 |
2.1 概述 |
2.2 实验试剂与仪器 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 吸附材料的制备方法 |
2.3.1 磁性纳米材料的制备 |
2.4 镧基磁性纳米材料的表征 |
2.4.1 SEM表征分析 |
2.4.2 X射线衍射分析 |
2.4.3 比表面积测定分析 |
2.4.4 磁分离效果 |
第三章 镧基磁性纳米材料对水中磷的吸附研究 |
3.1 概述 |
3.2 实验试剂与仪器 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 标准曲线的绘制 |
3.4 实验方法 |
3.4.1 最佳镧铁比吸附剂的选择 |
3.4.2 吸附剂投加量的影响 |
3.4.3 吸附动力学 |
3.4.4 吸附等温线 |
3.4.5 pH对吸附行为的影响 |
3.4.6 镧基磁性纳米材料的再利用 |
3.5 结果与讨论 |
3.5.1 不同镧铁比吸附剂的影响 |
3.5.2 吸附剂投加量的影响 |
3.5.3 吸附动力学研究 |
3.5.4 吸附等温线研究 |
3.5.5 不同pH对吸附效果的影响 |
3.5.6 镧基磁性纳米材料的再利用 |
3.5.7 实际水体的处理 |
3.6 小结 |
第四章 粉煤灰磁性纳米材料的制备及其表征 |
4.1 概述 |
4.2 实验试剂与仪器 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.3 粉煤灰磁性纳米材料的制备 |
4.3.1 粉煤灰前处理 |
4.3.2 粉煤灰磁性纳米材料的合成 |
4.4 粉煤灰磁性纳米材料的表征 |
4.4.1 SEM表征及能谱分析 |
4.4.2 X射线衍射分析 |
4.4.3 比表面积测定分析 |
4.4.4 磁分离效果 |
第五章 粉煤灰磁性纳米材料对硫酸根离子及重金属离子的吸附研究 |
5.1 概述 |
5.2 实验试剂与仪器 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 实验仪器 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 最佳吸附剂的选择 |
5.3.2 吸附剂投加量的影响 |
5.3.3 吸附动力学 |
5.3.4 吸附等温线 |
5.3.5 不同pH对吸附效果的影响 |
5.3.6 粉煤灰磁性纳米材料的重复性 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 不同比例吸附剂的影响 |
5.4.2 吸附剂投加量的影响 |
5.4.3 吸附动力学研究 |
5.4.4 吸附等温线研究 |
5.4.5 不同pH对吸附效果的影响 |
5.4.6 粉煤灰磁性纳米材料的再利用 |
5.5 实际水体的应用 |
5.5.1 实际水体的来源 |
5.5.2 实际水体的处理效果 |
5.6 小结 |
第六章 结论、创新与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简况及联系方式 |
(6)钛酸钠基吸附材料制备及其对含铅废水的净化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 水体重金属铅污染概况 |
1.2.1 重金属铅的特性及危害 |
1.2.2 水体重金属铅污染现状 |
1.2.3 重金属铅污染废水处理技术 |
1.3 传统吸附材料的研究进展及不足 |
1.3.1 活性炭材料 |
1.3.2 天然矿物 |
1.3.3 工业固体废弃物 |
1.3.4 生物材料 |
1.4 纳米吸附材料的研究 |
1.4.1 石墨烯纳米吸附材料 |
1.4.2 层状钛酸盐纳米材料 |
1.4.3 纳米吸附材料的缺陷及改进方法 |
1.5 论文选题目的及意义 |
1.6 论文研究内容、创新点及技术路线 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 创新点 |
1.6.3 技术路线 |
第2章 分级微管状钛酸钠制备及其对铅离子的吸附性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 分级微管状钛酸钠(HTMT)的制备 |
2.2.3 吸附实验 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 HTMT的表征及形貌演变 |
2.3.2 环境条件对HTMT吸附Pb(Ⅱ)的影响研究 |
2.3.3 吸附动力学及热力学等温线研究 |
2.3.4 重复利用性能研究 |
2.3.5 混合重金属种HTMT的选择吸附研究 |
2.3.6 吸附机理研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 三维多孔钛酸钠材料制备及其对含铅废水的净化研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂与仪器 |
3.2.2 三维多孔钛酸钠(TNM)的制备 |
3.2.3 吸附实验 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 TNM材料的形貌及结构表征 |
3.3.2 吸附时间对TNM吸附Pb(Ⅱ)的影响研究 |
3.3.3 环境条件对TNM吸附Pb(Ⅱ)的影响研究 |
3.3.4 热力学等温线研究 |
3.3.5 选择吸附性研究 |
3.3.6 吸附机理研究 |
3.3.7 模拟含铅废水的去除效果 |
3.4 本章小结 |
第4章 磁性氧化石墨烯钛酸钠复合材料制备及其对含铅废水的净化研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂与仪器 |
4.2.2 磁性氧化石墨烯(MGO)的制备 |
4.2.3 磁性氧化石墨烯-水合氧化钛(MGO@Ti(OH)_X)的制备 |
4.2.4 磁性氧化石墨烯-钛酸钠(MGO@TNs)的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 MGO@TNs复合材料表征 |
4.3.2 吸附动力学和等温线 |
4.3.3 pH和离子强度对MGO@TNs吸附Pb(Ⅱ)的影响 |
4.3.4 成本分析和回收利用性能 |
4.3.5 不同磁性复合材料与MGO@TNs对Pb(Ⅱ)吸附性能比较 |
4.3.6 机理研究 |
4.3.7 模拟实际含铅污水的处理研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 氧化石墨烯钛酸钠复合材料制备及其对含铅废水的连续高效净化研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂与仪器 |
5.2.2 GOTNs复合材料的制备 |
5.2.3 吸附性能评估 |
5.2.4 柱吸附实验 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 物理表征 |
5.3.2 吸附动力学及等温线 |
5.3.3 pH和共存离子对GOTNs吸附性能的影响 |
5.3.4 循环使用性能 |
5.3.5 机理研究 |
5.3.6 混合重金属的竞争吸附及其投加量的影响 |
5.3.7 固定床连续去除模拟实际重金属污染废水 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)基于粉煤灰的磁性和催化功能材料制备及其水污染治理应用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 粉煤灰的研究现状 |
1.1.1 粉煤灰的来源与特性 |
1.1.2 粉煤灰的改性方法 |
1.1.3 粉煤灰的综合利用 |
1.2 金属有机骨架(MOF)材料的研究现状 |
1.2.1 MOF材料的概述 |
1.2.2 MOF材料的制备方法 |
1.2.3 MOF材料及其衍生物的应用 |
1.3 染料废水 |
1.3.1 染料废水的概述 |
1.3.2 染料废水的处理技术 |
1.3.3 磁性吸附材料、光催化材料和粉煤灰吸附剂在处理染料废水中的研究进展 |
1.4 论文的研究思路及研究内容 |
1.4.1 本论文的研究思路及创新之处 |
1.4.2 本论文的研究内容 |
第二章 磁性粉煤灰功能材料及染料吸附处理应用研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂及仪器 |
2.2.2 FA@MIL-88B-NH_2复合材料的制备与表征 |
2.2.3 亚甲基蓝吸附实验 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 FA@MIL系列材料的结构与组分分析表征 |
2.3.2 FA@MIL系列材料的吸附性能测试 |
2.3.3 FA@MIL-0.5-600对MB的吸附机制 |
2.4 本章小结 |
第三章 粉煤灰基光催化材料的制备及其染料光降解处理应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂及仪器 |
3.2.2 FA@ZIF8 复合材料的制备与表征 |
3.2.3 光催化性能测试实验 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 FA@ZIF8 系列材料的结构和组分分析表征 |
3.3.2 FA@ZIF8 系列材料的光催化性能测试 |
3.4 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人简介及联系方式 |
(8)煤伴生矿物重金属吸附剂的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 重金属废水的处理方法 |
1.2.1 膜分离法 |
1.2.2 萃取法 |
1.2.3 生物絮凝法 |
1.2.4 吸附法 |
1.3 煤伴生矿物在重金属废水中的应用 |
1.3.1 膨润土在重金属废水中的应用 |
1.3.2 煤矸石在重金属废水中的应用 |
1.4 研究内容 |
1.5 研究方法 |
第2章 磁性还原氧化石墨烯-膨润土的制备及其吸附性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 制备MrGO-BT |
2.2.4 吸附实验 |
2.2.5 Cr(Ⅵ)含量测定 |
2.2.6 Cu(Ⅱ)含量测定 |
2.2.7 吸附量和吸附率的计算 |
2.2.8 吸附热力学分析 |
2.2.9 吸附动力学分析 |
2.2.10 吸附等温线模型 |
2.3 材料表征 |
2.4 Cr(Ⅵ)吸附条件优化 |
2.5 热力学研究 |
2.6 动力学研究 |
2.7 吸附等温线 |
2.8 Cr(Ⅵ)对共存离子的吸附效应 |
2.9 机理分析 |
2.10 磁性回收和抗酸性实验 |
2.11 小结 |
第3章 煤矸石地质聚合物的制备及其吸附性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料和试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 GP的制备 |
3.2.4 吸附实验 |
3.2.5 吸附性能分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 煤矸石地质聚合物优化实验 |
3.3.2 材料表征 |
3.3.3 Cu(Ⅱ)吸附条件优化 |
3.3.4 吸附热力学分析 |
3.3.5 吸附动力学分析 |
3.3.6 吸附等温线 |
3.3.7 共存离子的吸附 |
3.4 吸附机理 |
3.5 重复利用实验 |
3.6 小结 |
第4章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(9)赤泥-黄土混合材料对Cd2+、Mn2+的吸附特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 酸性矿井废水的概况 |
1.1.1 酸性矿井废水的成因 |
1.1.2 酸性矿井废水的特点 |
1.1.3 酸性矿井废水的危害 |
1.1.4 酸性矿井废水的主要处理方法 |
1.2 赤泥、黄土处理酸性矿井废水的国内外研究现状 |
1.3 研究意义及内容 |
第二章 吸附特性的研究方法 |
2.1 试验设备 |
2.2 试验材料 |
2.3 批吸附试验介绍 |
2.4 吸附理论模型 |
2.4.1 等温吸附理论 |
2.4.2 吸附动力学理论 |
2.4.3 吸附热力学理论 |
第三章 不同吸附条件对Cd~(2+)、Mn~(2+)在赤泥-黄土上的吸附性能影响 |
3.1 试验方案 |
3.2 试验结果与讨论 |
3.2.1 赤泥-黄土的配比及其总剂量对Cd~(2+)、Mn~(2+)吸附的影响 |
3.2.2 吸附时间对Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附效果的影响 |
3.2.3 溶液初始浓度对Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附效果的影响 |
3.2.4 温度对Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附效果的影响 |
3.2.5 pH值对Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附效果的影响 |
3.2.6 SEM-EDS分析 |
3.3 小结 |
第四章 赤泥-黄土对Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附特性 |
4.1 赤泥-黄土混合材料对Cd~(2+)、Mn~(2+)的等温吸附特性 |
4.2 赤泥-黄土混合材料对Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附动力学特性 |
4.2.1 吸附动力学模型 |
4.2.2 传质控速步骤 |
4.3 赤泥-黄土混合材料对Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附热力学特性 |
4.4 小结 |
第五章 Cd~(2+)、Mn~(2+)在赤泥-黄土上的竞争吸附特性 |
5.1 材料与试验方法 |
5.2 赤泥-黄土混合吸附材料的剂量对竞争吸附的影响 |
5.3 竞争吸附条件下Cd~(2+)、Mn~(2+)的等温吸附特性 |
5.4 竞争吸附条件下Cd~(2+)、Mn~(2+)的吸附动力学特性 |
5.5 赤泥-黄土混合材料对Cd~(2+)、Mn~(2+)的选择吸附顺序及机理 |
5.6 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(10)Fe3O4和粉煤灰制备磁捕剂除藻及吸附Cr(Ⅵ)的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 藻类的危害 |
1.3 除藻的方法 |
1.4 混凝除藻的机制 |
1.5 重金属废水及来源 |
1.5.1 重金属废水 |
1.5.2 重金属废水的特点和危害 |
1.6 去除Cr(Ⅵ)的方法 |
1.7 吸附理论基础 |
1.7.1 吸附动力学理论模型 |
1.7.2 吸附热力学模型 |
1.7.3 吸附热力学 |
1.8 粉煤灰及改性材料混凝除藻和吸附重金属研究现状 |
1.9 磁性材料 |
1.9.1 磁性材料应用的优势 |
1.9.2 磁性材料的制备 |
1.10 课题研究的内容与意义 |
1.10.1 主要研究内容 |
1.10.2 研究的意义 |
第二章 磁捕剂的制备和表征 |
2.1 实验试剂、材料和仪器 |
2.1.1 实验试剂和材料 |
2.1.2 实验仪器和设备 |
2.2. 磁捕剂的制备 |
2.3 实验与研究方法 |
2.3.1 铜绿微囊藻的培养 |
2.3.2 吸附Cr(Ⅵ)实验方法 |
2.4 磁捕剂的表征 |
2.4.1 FT-IR和 SEM分析 |
2.4.2 Zeta电位仪 |
2.4.3 磁捕剂和粉煤灰表征分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 磁捕剂混凝除藻的研究 |
3.1 制备磁捕剂的最优配比 |
3.2 转速和搅拌时间对混凝的影响 |
3.3 盐酸浓度/体积对磁捕剂混凝除藻的影响 |
3.4 投加量对磁捕剂去除M.A的影响 |
3.5 接触时间对磁捕剂去除M.A的影响 |
3.6 藻密度对磁捕剂去除M.A的影响 |
3.7 pH对磁捕剂去除M.A的影响 |
3.8 磁捕剂混凝除藻的机理 |
3.9 本章小结 |
第四章 磁捕剂吸附水中Cr(Ⅵ)研究 |
4.1 接触时间对磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)效果的影响 |
4.2 投加量对磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)效果的影响 |
4.3 p H对磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)效果的影响 |
4.4 磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)的动力学实验 |
4.5 磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)的吸附等温线 |
4.6 磁捕剂吸附Cr(Ⅵ)的热力学 |
4.7 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 |
作者简介及研究生期间主要成果 |
四、USING FLY ASH TO STUDY ON THE MECHANISM OF THE ABSORPTION OF HEAVY METAL IONS IN WASTEWATER(论文参考文献)
- [1]以粉煤灰、炉渣和污泥为基陶粒制备及其对含铅废水的吸附性能[D]. 陈元. 西安建筑科技大学, 2021
- [2]螯合纤维及其水泥基材料重金属离子吸附固化性能研究[D]. 赵德志. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]循环流化床粉煤灰基地聚物的制备及其吸附Pb2+性能的研究[D]. 庞煜. 山西大学, 2021(12)
- [4]尾煤无机质制备地质聚合物及其对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)吸附性能研究[D]. 李雅涛. 太原理工大学, 2021
- [5]Fe3O4磁性纳米材料的研制及其对水中污染物的去除研究[D]. 赵蕾. 山西大学, 2021(12)
- [6]钛酸钠基吸附材料制备及其对含铅废水的净化研究[D]. 杨秀涛. 中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所), 2021(02)
- [7]基于粉煤灰的磁性和催化功能材料制备及其水污染治理应用研究[D]. 张晗璐. 山西大学, 2021(12)
- [8]煤伴生矿物重金属吸附剂的制备与性能研究[D]. 庞进. 太原理工大学, 2021(01)
- [9]赤泥-黄土混合材料对Cd2+、Mn2+的吸附特性研究[D]. 于丽园. 太原理工大学, 2021(01)
- [10]Fe3O4和粉煤灰制备磁捕剂除藻及吸附Cr(Ⅵ)的研究[D]. 陈龙飞. 安徽建筑大学, 2021(09)