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功能化纳米二氧化硅和四氧化三钴的制备及用于砷的吸附去除研究

发布时间:2023-05-25 05:37
  砷污染是一个严峻的社会问题,它严重的危害了人们的健康。尤其是水体砷污染,在全球范围内引发了广泛的关注,开展砷污染的治理工作极为迫切。吸附法因其具有环境友好、高效、经济且操作简单等优点成为了除砷的主流技术。然而大多数吸附剂只能有效去除砷酸根(As(V)),对亚砷酸根(As(III))的去除效果并不理想,因此,研制使用范围广,吸附能力强的新型吸附剂是研究人员们一直以来追求的目标,也是实现同时去除As(III)和As(V)的有效途径。本文制备了两种纳米材料作为除砷吸附剂,用于同时去除水体中的As(V)和As(III)。主要研究内容如下:1、绪论中,主要概述了砷的物化性质及其对人体健康的影响并介绍了多种除砷方法,重点阐述了吸附法在除砷方面的优点,随后简介了介孔二氧化硅(SBA-15)和金属氧化物在吸附去除方面的应用与意义。最后简单介绍了本论文的主要研究工作和实际意义。2、选用比表面积大,性能稳定的介孔二氧化硅作为载体,首次采用点击开环反应对其进行改性制备了巯基和氨基双功能化的介孔二氧化硅(bi-SBA-15)。bi-SBA-15上含有充沛的砷结合位点,巯基和氨基能够与As(III)、As(V)...

【文章页数】:65 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 砷的性质及危害
        1.1.1 砷的性质
        1.1.2 砷的危害
    1.2 含砷废水的处理方法
        1.2.1 沉淀法
        1.2.2 膜分离法
        1.2.3 生物法
        1.2.4 离子交换法
        1.2.5 吸附法
    1.3 介孔材料在吸附领域中的应用
        1.3.1 介孔材料的性质
        1.3.2 介孔二氧化硅的性质
        1.3.3 介孔二氧化硅在除砷领域的应用
    1.4 金属氧化物在吸附领域中的应用
        1.4.1 金属氧化物的性质
        1.4.2 金属氧化物在吸附中的应用
    1.5 本论文研究内容
第2章 杂环硅烷改性介孔二氧化硅材料对砷的吸附研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 药品与试剂
        2.2.2 主要仪器
        2.2.3 介孔二氧化硅的制备
        2.2.4 介孔二氧化硅的活化
        2.2.5 巯基和氨基双功能化介孔二氧化硅的制备
        2.2.6 溶液酸碱度的影响
        2.2.7 温度的影响
        2.2.8 共存物质的影响
        2.2.9 砷溶液的初始浓度对吸附的影响
        2.2.10 吸附时间的影响
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 扫描电镜表征结果
        2.3.2 透射电镜表征结果
        2.3.3 X射线衍射表征结果
        2.3.4 比表面积和孔结构测定结果
        2.3.5 红外表征结果
        2.3.6 热重表征结果
        2.3.7 吸附溶液酸碱度对吸附的影响
        2.3.8 温度对吸附的影响
        2.3.9 共存物对吸附的影响
        2.3.10 吸附等温线
        2.3.11 吸附动力学
        2.3.12 吸附机理
    2.4 结论
第3章 四氧化三钴对水体中砷的吸附及机理探究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 药品与试剂
        3.2.2 仪器设备
        3.2.3 四氧化三钴纳米材料的制备
        3.2.4 溶液酸碱度的影响
        3.2.5 砷溶液的初始浓度对吸附的影响
        3.2.6 吸附时间的影响
        3.2.7 共存阴离子的影响
        3.2.8 吸附剂的洗脱方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 X射线衍射表征
        3.3.2 形貌的表征
        3.3.3 溶液酸碱度对吸附的影响
        3.3.4 阴离子对吸附的影响
        3.3.5 吸附剂的再生
        3.3.6 混合砷溶液的吸附情况
        3.3.7 吸附等温学
        3.3.8 吸附动力学
        3.3.9 吸附机理
    3.4 结论
第4章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号:3823039

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