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纳米TiO_2对重金属离子的吸附行为研究

作　者: 赵月
导　师: 张霞
学　校: 东北大学
专　业: 应用化学
关键词: 纳米TiO2 痕量Pb(Ⅱ) 痕量Ag(Ⅰ) 纳米吸附 吸附等温线
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


采矿、电镀、化工、照相及实验室化学分析等诸多行业产生大量的含重金属离子废水,直接将其排放到自然界既污染环境又浪费资源。传统回收含金属离子废水的方法普遍存在着耗能大、有二次污染、对痕量金属离子作用不大等缺点。纳米TiO2具有表面活性强、分散性高、稳定、再生性能好、价格适中等优点,因此纳米TiO2作为吸附剂吸附分离水中金属离子有着广阔应用前景。利用TiO2纳米颗粒的表面吸附活性,高效分离富集了水中痕量的Pb(Ⅱ)。系统研究了纳米TiO2的结构、溶液的pH值、吸附时间、Pb(Ⅱ)的起始浓度对Pb(Ⅱ)吸附率的影响。测定了纳米TiO2对Pb(Ⅱ)的吸附等温线,应用Frendlich公式得到了吸附等温方程。以[S2O3]2-为络合剂,高效分离富集了水中痕量Ag(Ⅰ)。系统研究了纳米TiO2的结构、溶液的pH值、吸附时间、Ag(Ⅰ)的起始浓度及常见共存离子对吸附率的影响,确定了最佳吸附条件。FT-IR光谱分析结果表明,Ag(Ⅰ)在纳米TiO2颗粒表面发生物理吸附。纳米TiO2对Ag(Ⅰ)的吸附等温线为S型,表现出多分子层吸附特征。硝酸和硫脲混合溶液可将吸附在纳米Ti02颗粒表面的Ag(Ⅰ)全部洗脱。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-29
  1.1 含铅废水处理工艺  9-11
    1.1.1 中和沉淀法  9-10
    1.1.2 吸附法  10
    1.1.3 铁氧体法  10
    1.1.4 离子上浮法  10
    1.1.5 氧化还原法  10
    1.1.6 生物絮凝法  10-11
  1.2 含银废水处理工艺  11-14
    1.2.1 沉淀法  12
    1.2.2 电解法  12-13
    1.2.3 置换法  13
    1.2.4 离子交换法  13
    1.2.5 吸附法  13-14
  1.3 纳米TiO_2的理化特性  14-26
    1.3.1 纳米材料简介  14-15
    1.3.2 纳米TiO_2材料概述  15-19
    1.3.3 纳米TiO_2的晶体结构  19-20
    1.3.4 纳米TiO_2的表面性质  20-21
    1.3.5 纳米TiO_2的合成方法  21-26
  1.4 纳米TiO_2吸附水中金属离子的研究进展  26-27
    1.4.1 纳米TiO_2吸附稀土络合物的研究  26
    1.4.2 纳米TiO_2吸附阴离子的研究  26-27
    1.4.3 纳米TiO_2吸附金属离子的研究  27
  1.5 本论文的研究意义及内容  27-29
第2章 纳米TiO_2对痕量Pb(Ⅱ)的吸附行为  29-43
  2.1 实验的主要试剂与设备  29-30
  2.2 吸附-解吸试剂  30-31
    2.2.1 吸附剂  30-31
    2.2.2 吸附质  31
    2.2.3 解吸剂  31
  2.3 实验方法  31
    2.3.1 吸附实验方法  31
    2.3.2 解吸实验方法  31
  2.4 Pb(Ⅱ)分析方法  31-34
    2.4.1 火焰原子吸收分光光度法的原理  32-33
    2.4.2 原子吸收分光光度法测定Pb(Ⅱ)分析方法  33
    2.4.3 吸附及解吸效果的表示方法  33-34
  2.5 结果与讨论  34-41
    2.5.1 TiO_2的结构对吸附性能的影响  34-35
    2.5.2 pH值对纳米TiO_2吸附活性的影响  35-38
    2.5.3 吸附动力学  38
    2.5.4 饱和吸附量的测定  38
    2.5.5 吸附等温线与吸附等温方程  38-41
  2.6 小结  41-43
第3章 纳米TiO_2对痕量Ag(Ⅰ)的吸附行为  43-53
  3.1 实验的主要试剂与设备  43-44
  3.2 吸附-解吸材料  44-45
    3.2.1 吸附剂  44-45
    3.2.2 吸附质  45
    3.2.3 解吸剂  45
  3.3 实验方法  45-46
    3.3.1 吸附实验方法  45-46
    3.3.2 解吸实验方法  46
  3.4 实验分析方法  46
  3.5 吸附及解吸效果的表示方法  46-47
  3.6 结果与讨论  47-52
    3.6.1 TiO_2的结构对吸附性能的影响  47
    3.6.2 pH值对纳米TiO_2吸附活性的影响  47-48
    3.6.3 吸附动力学  48
    3.6.4 饱和吸附量的测定  48-49
    3.6.5 常见干扰离子的影响  49
    3.6.6 吸附等温线  49-50
    3.6.7 洗脱剂  50
    3.6.8 FT-IR光谱分析  50-51
    3.6.9 纳米TiO_2吸附前与吸附后透射电镜照片对比  51-52
  3.7 小结  52-53
第4章 结论  53-55
参考文献  55-61
致谢  61-62
硕士期间发表论文  62

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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