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载纳米水合氧化铁吸附剂去除水中Sb（V）的比较研究

作　者: 缪阳洋
导　师: 吕路; 潘丙才
学　校: 南京大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 水合氧化铁锑纳米复合吸附剂方解石阴离子交换树脂
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文将水合氧化铁(HFO)负载于阴离子交换树脂(D201)和方解石砂粒(RCS),制得纳米Fe(Ⅲ)复合吸附剂(HFO-201)和载铁砂(IOCCS),并通过静态吸附和柱吸附实验分别考察其去除水中Sb(V)的特性与实际应用性能。结果表明,在pH为3-9时,降低溶液pH能显著增加HFO-201和IOCCS对Sb(V)的去除率；温度从293K升高到313K时,IOCCS对Sb(V)的吸附量明显提高,但HFO-201影响不显著,相同温度下HFO-201对Sb(V)的最大吸附量高于IOCCS。HFO-201对Sb(V)的去除性能受离子强度(NaNO3)影响显著,而IOCCS基本不受NaNO3影响；HFO-201的吸附性能受竞争阴离子Cl-、SO42和Si032-抑制明显,而IOCCS只受Si032-明显抑制,表明IOCCS对Sb(V)的吸附选择性更强。此外,Ca2+对两种材料的吸附性能均有促进作用,且对IOCCS的促进更显著。通过FTIR、XPS、表面电荷等分析研究了两种材料吸附Sb(Ⅴ)的机理。结果表明,Sb与HFO之间主要为内层络合作用；Ca2+可能参与形成HFO-Ca-Sb三元络合物,因而促进Sb(V)在HFO-201和IOCCS上的吸附；HFO负载于方解石砂粒后其等电点改变不明显。因此,IOCCS对Sb(V)较好的选择吸附性能可能是因为HFO在RCS表面具有更好的分散性能。柱吸附实验结果表明：模拟水中的Sb(V)经处理从30μ/L降至5μg/L,符合《生活饮用水卫生标准(GB-57492006)》的要求；穿透时IOCCS的处理量大约为HFO-201的6倍。相比于载体D201,负载于方解石砂粒上的HFO对Sb(V)污染水的处理性能更高,表明方解石砂粒是一种具有较高性能的HFO载体,IOCCS也更适合用于控制水中Sb(V)的污染。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第一章绪论  12-22
  1.1 研究背景  12-20
    1.1.1 锑的来源、危害和污染状况  12-14
    1.1.2 常见锑控制技术  14-16
    1.1.3 铁氧化物除锑技术  16-18
    1.1.4 复合吸附材料及载体选择  18-20
  1.2 论文的研究目标内容与基本思路  20-22
    1.2.1 研究目标  20
    1.2.2 研究思路  20-21
    1.2.3 研究内容  21-22
第二章复合材料制备与表征  22-29
  2.1 实验部分  22-25
    2.1.1 试剂与仪器  22
    2.1.2 材料制备  22-25
    2.1.3 分析方法  25
  2.2 结果与讨论  25-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章载铁材料对Sb(Ⅴ)的吸附性能评价  29-43
  3.1 实验部分  29-32
    3.1.1 试剂与仪器  29
    3.1.2 实验方法  29-32
    3.1.3 分析方法  32
  3.2 结果与讨论  32-42
    3.2.1 pH的影响  32-33
    3.2.2 吸附等温线  33-35
    3.2.3 吸附动力学  35-38
    3.2.4 离子强度的影响  38-39
    3.2.5 竞争离子的影响  39-41
    3.2.6 柱吸附实验  41-42
  3.3 本章小结  42-43
第四章吸附机理研究  43-50
  4.1 实验部分  43-45
    4.1.1 试剂与仪器  43
    4.1.2 实验方法  43-44
    4.1.3 分析方法  44-45
  4.2 结果与讨论  45-49
    4.2.1 载铁砂的强化吸附性能分析  45-46
    4.2.2 HFO吸附Sb(Ⅴ)的表面基团分析  46-47
    4.2.3 Fe和Sb的成键状态分析  47-49
    4.2.4 表面电荷分析  49
  4.3 本章小结  49-50
结论与展望  50-52
参考文献  52-61
附件攻读硕士学位期间主要科研成果  61-62
致谢  62-63

载纳米水合氧化铁吸附剂去除水中Sb（V）的比较研究

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