蒙脱石/零价铁纳米复合材料同步深度脱氮除磷效率及机理研究
发布时间：2024-03-23 11:17
本文使用硼氢化钠化学液相还原法,以廉价易得且分散性、吸附性良好的蒙脱石(Mt)为载体,制备纳米零价铁(nano-Fe0),命名为Mt/Fe0。为分析复合材料的结构、纳米铁粒径及元素分布状况进行表征,表征手段主要有X射线衍射分析、电子扫描电镜、红外光谱分析、X射线光电子能谱分析、热重分析、X射线光电子能谱分析等。然后用制备的Mt/Fe0去除水中的氮磷,研究纳米复合材料的吸附能力、影响因素,并通过对处理前后的材料进行SEM、XPS表征以阐述去除机理。由实验结果可知:本研究制备的零价铁颗粒均匀的分散蒙脱石中,其粒径约为55 nm并具有核-壳结构,其核为α-Fe,核外包裹一层厚度约为3 nm的铁氧化物薄膜;抗氧化性好,可于常温下长期保存。用0.05gMt/Fe0分别处理25ml初始浓度为的30mg/L(以P计)的磷酸盐溶液、30 mg/L的硝酸盐溶液,结果显示:pH是影响去除氮磷效率的主要因素,溶液酸性越强,去除效果越好;氮磷去除速度迅速,反应稳定时间约为60min;在设定的温度范围内氮磷去除率均变化不大,反应在常温下进行即可;氮磷去除率会因溶液中的Fe/N及Fe/P不同而有明显差异。动力学拟...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 水体中氮、磷污染现状及其处理方法简介
1.1.1 氮、磷污染及其危害
1.1.2 低浓度硝酸盐氮处理方法
1.1.3 水中低浓度磷深度处理技术
1.2 零价铁纳米颗粒及其在环境中的应用
1.2.1 零价铁纳米颗粒的结构
1.2.2 零价铁纳米颗粒的实际应用
1.2.3 零价铁纳米颗粒的制备方法
1.2.4 化学液相还原法制备零价铁纳米颗粒存在的问题
1.3 蒙脱石的结构和性质
1.3.1 蒙脱石的结构
1.3.2 蒙脱石表面物理化学性质
1.3.3 蒙脱石胶体化学性质
1.4 研究目的与意义
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究意义
1.5 研究内容
第二章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料的制备及表征
2.1 Mt/Fe0的制备与表征方法
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验方法
2.1.3 表征方法
2.2 结果与讨论
2.3 本章小结
第三章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料去除水中的磷酸盐
3.1 实验试剂与方法
3.1.1 实验试剂
3.1.2 实验方法
3.1.3 测试方法及所用仪器
3.1.4 表征方法
3.2 结果与讨论
3.2.1 动力学实验
3.2.2 pH值去除性能的影响
3.2.3 温度对去除性能的影响
3.2.4 初始浓度对去除性能的影响
3.2.5 不同吸附剂量对去除率的影响
3.2.6 吸附剂重复利用实验
3.2.7 吸附动力学拟合
3.2.8 吸附等温模型研究
3.2.9 吸附剂吸附磷的活化能实验
3.2.10 表征与机理讨论
3.3 本章小结
第四章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料去除水中的硝酸盐
4.1 实验试剂与方法
4.1.1 实验试剂
4.1.2 实验方法
4.1.3 测试方法及所用仪器
4.1.4 表征方法
4.2 结果与讨论
4.2.1 动力学实验
4.2.2 pH值对去除效率的影响
4.2.3 温度对去除效率的影响
4.2.4 初始浓度对去除效率的影响
4.2.5 不同吸附剂量对去除效率的影响
4.2.6 吸附剂重复利用实验
4.2.7 吸附动力学研究结果
4.2.8 吸附剂去除氮的活化能实验
4.2.9 吸附等温模型研究
4.2.10 表征与机理讨论
4.3 本章小结
第五章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料同步脱氮除磷
5.1 实验试剂与方法
5.1.1 实验试剂
5.1.2 实验方法
5.1.3 测试方法及所用仪器
5.1.4 表征方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 pH值(N/P)对氮磷溶液中磷去除的影响
5.2.2 pH值(N/P)对氮磷溶液中氮去除的影响
5.2.3 不同氮磷比对去除氮磷的影响
5.2.4 同步去除氮磷的动力学研究
5.2.5 Mt/Fe0同步脱氮除磷的机理讨论
5.3 本章小结
第六章 结论与创新
6.1 结论
6.2 创新之处
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3935840
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 水体中氮、磷污染现状及其处理方法简介
1.1.1 氮、磷污染及其危害
1.1.2 低浓度硝酸盐氮处理方法
1.1.3 水中低浓度磷深度处理技术
1.2 零价铁纳米颗粒及其在环境中的应用
1.2.1 零价铁纳米颗粒的结构
1.2.2 零价铁纳米颗粒的实际应用
1.2.3 零价铁纳米颗粒的制备方法
1.2.4 化学液相还原法制备零价铁纳米颗粒存在的问题
1.3 蒙脱石的结构和性质
1.3.1 蒙脱石的结构
1.3.2 蒙脱石表面物理化学性质
1.3.3 蒙脱石胶体化学性质
1.4 研究目的与意义
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究意义
1.5 研究内容
第二章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料的制备及表征
2.1 Mt/Fe0的制备与表征方法
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验方法
2.1.3 表征方法
2.2 结果与讨论
2.3 本章小结
第三章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料去除水中的磷酸盐
3.1 实验试剂与方法
3.1.1 实验试剂
3.1.2 实验方法
3.1.3 测试方法及所用仪器
3.1.4 表征方法
3.2 结果与讨论
3.2.1 动力学实验
3.2.2 pH值去除性能的影响
3.2.3 温度对去除性能的影响
3.2.4 初始浓度对去除性能的影响
3.2.5 不同吸附剂量对去除率的影响
3.2.6 吸附剂重复利用实验
3.2.7 吸附动力学拟合
3.2.8 吸附等温模型研究
3.2.9 吸附剂吸附磷的活化能实验
3.2.10 表征与机理讨论
3.3 本章小结
第四章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料去除水中的硝酸盐
4.1 实验试剂与方法
4.1.1 实验试剂
4.1.2 实验方法
4.1.3 测试方法及所用仪器
4.1.4 表征方法
4.2 结果与讨论
4.2.1 动力学实验
4.2.2 pH值对去除效率的影响
4.2.3 温度对去除效率的影响
4.2.4 初始浓度对去除效率的影响
4.2.5 不同吸附剂量对去除效率的影响
4.2.6 吸附剂重复利用实验
4.2.7 吸附动力学研究结果
4.2.8 吸附剂去除氮的活化能实验
4.2.9 吸附等温模型研究
4.2.10 表征与机理讨论
4.3 本章小结
第五章 蒙脱石/零价铁纳米复合材料同步脱氮除磷
5.1 实验试剂与方法
5.1.1 实验试剂
5.1.2 实验方法
5.1.3 测试方法及所用仪器
5.1.4 表征方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 pH值(N/P)对氮磷溶液中磷去除的影响
5.2.2 pH值(N/P)对氮磷溶液中氮去除的影响
5.2.3 不同氮磷比对去除氮磷的影响
5.2.4 同步去除氮磷的动力学研究
5.2.5 Mt/Fe0同步脱氮除磷的机理讨论
5.3 本章小结
第六章 结论与创新
6.1 结论
6.2 创新之处
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3935840
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