本文主要研究内容
作者（2019）在《锆/铁基金属氧化物纳米材料的制备及其深度去除水中砷的性能研究》一文中研究指出：地表水和地下水中的天然砷(As(Ⅲ,Ⅴ))污染,由于具有致癌性和高毒性,已成为严重的环境和健康问题,威胁着全球数百万人的生命。即使在低浓度下,砷也具有较高的毒性和致癌性,因此,世界卫生组织(WHO)将饮用水安全标准中砷的最大允许值由50ppb调至10 ppb。为了有效地去除被污染水体中砷,阻止各种疾病的发生,使人们生活更加健康,研究人员已经探索出了各种吸附剂去除水中的砷。纳米材料相对于传统材料具有很多优势,但开发出对As(Ⅲ)或As(Ⅴ)具有良好吸附能力、优异选择性、良好的再生能力和实际应用的新型纳米吸附剂,仍然是一项具有挑战性的任务。本文介绍了水热法合成四种不同的新型纳米材料,分别为氧化锆纳米片、介孔氧化锆纳米结构(MZN)、锌铁氧体纳米团簇(ZFNC)和磁性生物质复合材料(CMOPC)用于去除水中砷,研究了初始pH值、As(Ⅲ)/As(V)初始浓度、接触时间和共存离子对砷去除效率的影响,并研究了吸附机理和吸附材料净化实际砷污染水的效能。(1)采用Fe3O4磁性纳米颗粒修饰桔皮煅烧制备成一种新型复合材料(CMOPC),通过同时氧化和吸附方法去除水中的As(Ⅲ)。吸附实验结果表明,CMOPC由于比表面积大、多孔径、表面上有较多的活性位点,对As(Ⅲ)具有较好的吸附能力(10.3 mg/g)。Pseudo-second-order模型和Langmuir等温模型可以很好地描述As(Ⅲ)在CMOPC上的吸附行为。吸附机理可能包括As(Ⅲ)与CMOPC中羟基交换形成Fe-O-As(Ⅲ),部分As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ),然后在CMOPC表面瞬时吸附。CMOPC对水中共存离子具有良好的抗干扰能力、再生能力强,对模拟实际的As(Ⅲ)污染水有良好的处理效果。(2)采用水热法制备了氧化锆纳米片,由于其比表面积大、表面丰富羟基和对As(Ⅲ)具有较强的化学吸附亲和力,氧化锆纳米片在较宽的酸碱度范围内对As(Ⅲ)具有较高的吸附能力。实验结果表明,氧化锆纳米片在pH=6条件下对As(Ⅲ)的最大吸附容量可达74.9 mg/g。采用BET、Zeta电位、FTIR和XPS等分析手段,研究了Zr02纳米片对As(Ⅲ)吸附过程。此外,Zr02纳米片对模拟实际As(Ⅲ)污染水的处理速度非常快,效果良好,处理后的砷浓度达到世界卫生组织规定的标准。(3)采用水热法合成了介孔氧化锆纳米结构(MZN)有效去除水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)。采用BET、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和能量色散X射线光谱(EDX)技术对合成MZN进行了表征。吸附实验结果表明,在中性pH条件下,MZN对和As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除能力分别为105.03和110.29 mg/g,优于文献报道的许多吸附剂。Pseudo-second-order模型和Langmuir等温模型可以很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在MZN上的吸附行为。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)研究了 As(Ⅲ)和As(V)在MZN上的吸附机理,并且MZN对模拟实际砷(As(Ⅲ,Ⅴ))污染水的处理速度非常快,效果良好。该项研究表明,将来MZN.能够作为候选材料应用于实际水中As(Ⅲ)和As(V)的去除。(4)采用水热法合成了新型锌铁氧体(ZnFe2O4)纳米簇(ZFNC),能够有效去除水中的As(Ⅲ)。对ZFNC的结构、形态、元素组成和磁性能进行了系统表征。研究了 ZFNC吸附As(Ⅲ)与初始pH值、接触时间、不同初始浓度和温度的关系。实验结果表明,在室温中性pH条件下,合成的ZFNC对As(Ⅲ)吸附容量大于84 mg/g。分别用Pseudo-second-order模型和Freundlich等温模型描述了 As(Ⅲ)在ZFNC上的吸附行为。利用傅里叶变换红外光谱(FTⅢR)和X-射线光电子能谱(XPS)研究了As(Ⅲ)在ZFNC上的吸附机理。此外,ZFNC对模拟实际的Asa(Ⅲ)污染水有良好的处理效果,且再生性能良好。
Abstract
de biao shui he de xia shui zhong de tian ran shen (As(Ⅲ,Ⅴ))wu ran ,you yu ju you zhi ai xing he gao du xing ,yi cheng wei yan chong de huan jing he jian kang wen ti ,wei xie zhao quan qiu shu bai mo ren de sheng ming 。ji shi zai di nong du xia ,shen ye ju you jiao gao de du xing he zhi ai xing ,yin ci ,shi jie wei sheng zu zhi (WHO)jiang yin yong shui an quan biao zhun zhong shen de zui da yun hu zhi you 50ppbdiao zhi 10 ppb。wei le you xiao de qu chu bei wu ran shui ti zhong shen ,zu zhi ge chong ji bing de fa sheng ,shi ren men sheng huo geng jia jian kang ,yan jiu ren yuan yi jing tan suo chu le ge chong xi fu ji qu chu shui zhong de shen 。na mi cai liao xiang dui yu chuan tong cai liao ju you hen duo you shi ,dan kai fa chu dui As(Ⅲ)huo As(Ⅴ)ju you liang hao xi fu neng li 、you yi shua ze xing 、liang hao de zai sheng neng li he shi ji ying yong de xin xing na mi xi fu ji ,reng ran shi yi xiang ju you tiao zhan xing de ren wu 。ben wen jie shao le shui re fa ge cheng si chong bu tong de xin xing na mi cai liao ,fen bie wei yang hua gao na mi pian 、jie kong yang hua gao na mi jie gou (MZN)、xin tie yang ti na mi tuan cu (ZFNC)he ci xing sheng wu zhi fu ge cai liao (CMOPC)yong yu qu chu shui zhong shen ,yan jiu le chu shi pHzhi 、As(Ⅲ)/As(V)chu shi nong du 、jie chu shi jian he gong cun li zi dui shen qu chu xiao lv de ying xiang ,bing yan jiu le xi fu ji li he xi fu cai liao jing hua shi ji shen wu ran shui de xiao neng 。(1)cai yong Fe3O4ci xing na mi ke li xiu shi jie pi duan shao zhi bei cheng yi chong xin xing fu ge cai liao (CMOPC),tong guo tong shi yang hua he xi fu fang fa qu chu shui zhong de As(Ⅲ)。xi fu shi yan jie guo biao ming ,CMOPCyou yu bi biao mian ji da 、duo kong jing 、biao mian shang you jiao duo de huo xing wei dian ,dui As(Ⅲ)ju you jiao hao de xi fu neng li (10.3 mg/g)。Pseudo-second-ordermo xing he Langmuirdeng wen mo xing ke yi hen hao de miao shu As(Ⅲ)zai CMOPCshang de xi fu hang wei 。xi fu ji li ke neng bao gua As(Ⅲ)yu CMOPCzhong qiang ji jiao huan xing cheng Fe-O-As(Ⅲ),bu fen As(Ⅲ)yang hua wei As(Ⅴ),ran hou zai CMOPCbiao mian shun shi xi fu 。CMOPCdui shui zhong gong cun li zi ju you liang hao de kang gan rao neng li 、zai sheng neng li jiang ,dui mo ni shi ji de As(Ⅲ)wu ran shui you liang hao de chu li xiao guo 。(2)cai yong shui re fa zhi bei le yang hua gao na mi pian ,you yu ji bi biao mian ji da 、biao mian feng fu qiang ji he dui As(Ⅲ)ju you jiao jiang de hua xue xi fu qin he li ,yang hua gao na mi pian zai jiao kuan de suan jian du fan wei nei dui As(Ⅲ)ju you jiao gao de xi fu neng li 。shi yan jie guo biao ming ,yang hua gao na mi pian zai pH=6tiao jian xia dui As(Ⅲ)de zui da xi fu rong liang ke da 74.9 mg/g。cai yong BET、Zetadian wei 、FTIRhe XPSdeng fen xi shou duan ,yan jiu le Zr02na mi pian dui As(Ⅲ)xi fu guo cheng 。ci wai ,Zr02na mi pian dui mo ni shi ji As(Ⅲ)wu ran shui de chu li su du fei chang kuai ,xiao guo liang hao ,chu li hou de shen nong du da dao shi jie wei sheng zu zhi gui ding de biao zhun 。(3)cai yong shui re fa ge cheng le jie kong yang hua gao na mi jie gou (MZN)you xiao qu chu shui zhong As(Ⅲ)he As(Ⅴ)。cai yong BET、Xshe xian yan she (XRD)、sao miao dian zi xian wei jing (SEM)、gao fen bian lv tou she dian zi xian wei jing (HRTEM)he neng liang se san Xshe xian guang pu (EDX)ji shu dui ge cheng MZNjin hang le biao zheng 。xi fu shi yan jie guo biao ming ,zai zhong xing pHtiao jian xia ,MZNdui he As(Ⅲ)he As(Ⅴ)qu chu neng li fen bie wei 105.03he 110.29 mg/g,you yu wen suo bao dao de hu duo xi fu ji 。Pseudo-second-ordermo xing he Langmuirdeng wen mo xing ke yi hen hao de miao shu As(Ⅲ)he As(Ⅴ)zai MZNshang de xi fu hang wei 。cai yong fu li xie bian huan gong wai guang pu (FTIR)he X-she xian guang dian zi neng pu (XPS)yan jiu le As(Ⅲ)he As(V)zai MZNshang de xi fu ji li ,bing ju MZNdui mo ni shi ji shen (As(Ⅲ,Ⅴ))wu ran shui de chu li su du fei chang kuai ,xiao guo liang hao 。gai xiang yan jiu biao ming ,jiang lai MZN.neng gou zuo wei hou shua cai liao ying yong yu shi ji shui zhong As(Ⅲ)he As(V)de qu chu 。(4)cai yong shui re fa ge cheng le xin xing xin tie yang ti (ZnFe2O4)na mi cu (ZFNC),neng gou you xiao qu chu shui zhong de As(Ⅲ)。dui ZFNCde jie gou 、xing tai 、yuan su zu cheng he ci xing neng jin hang le ji tong biao zheng 。yan jiu le ZFNCxi fu As(Ⅲ)yu chu shi pHzhi 、jie chu shi jian 、bu tong chu shi nong du he wen du de guan ji 。shi yan jie guo biao ming ,zai shi wen zhong xing pHtiao jian xia ,ge cheng de ZFNCdui As(Ⅲ)xi fu rong liang da yu 84 mg/g。fen bie yong Pseudo-second-ordermo xing he Freundlichdeng wen mo xing miao shu le As(Ⅲ)zai ZFNCshang de xi fu hang wei 。li yong fu li xie bian huan gong wai guang pu (FTⅢR)he X-she xian guang dian zi neng pu (XPS)yan jiu le As(Ⅲ)zai ZFNCshang de xi fu ji li 。ci wai ,ZFNCdui mo ni shi ji de Asa(Ⅲ)wu ran shui you liang hao de chu li xiao guo ,ju zai sheng xing neng liang hao 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于氧化锆论文,纳米片论文,氧化石墨烯论文,纳米结构论文,纳米团簇论文,锻烧磁性桔皮复合材料论文,氧化论文,水热法论文,吸附论文,吸附机理论文,中国科学技术大学2019-07-12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，资料来自中国科学技术大学2019-07-12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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