学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

GNS/MnO2吸附剂去除废水中重金属离子的实验研究

作　者: 颜妮
导　师: 温青
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 环境工程
关键词: 石墨烯/二氧化锰 吸附 重金属离子
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文结合碳质材料和锰氧化物的优点,以石墨烯作为载体,采用快速的微波辅助合成方法,制备了石墨烯负载二氧化锰的新型复合吸附剂(GNS/MnO2)。采用BET、SEM、TEM、XRD、FTIR、XPS等现代化测试手段对复合GNS/MnO2吸附剂的性能进行了表征。分别以Mn02和GNS作为对比吸附剂,探讨了废水的pH值、不同重金属离子初始浓度、吸附时间、吸附温度等因素对去除水中Ni2+效果的影响；对影响GNS/MnO2吸附水中Pb2+和Cu2+的单因素进行了实验分析,同时结合现代化测试手段对Pb2+和Cu2+的吸附机理进行了深入分析,提出了Pb2+和Cu2+离子在GNS/MnO2表面可能的络合形式,并对该吸附剂的再生性能进行了研究。实验结果表明,GNS/MnO2吸附剂去除废水中Ni2+、Pb2+和Cu2+三种重金属离子的最佳pH值为6.0-7.0。吸附等温线研究结果表明,Ni2+、Pb2+和Cu2+在GNS/MnO2表面的吸附均符合Langmuir模型,在室温条件下GNS/MnO2对Ni2+的吸附容量为46.6mg/g,比MnO2和GNS的吸附容量分别高1.5和15倍。GNS作为载体,增大了吸附剂的比表面积,MnO2起主要的吸附作用。同时GNS/MnO2吸附剂对废水中Pb2+和Cu2+有很好的去除效果,反应平衡时最大吸附量分别为163.93和104.82mg/g,表明GNS/MnO2吸附Pb2+的能力大于吸附Cu2+。动力学模型分析结果表明GNS/MnO2对Ni2+、Pb2+和Cu2+达到平衡吸附的时间均为2h,吸附过程符合准二级动力学方程。借助于SEM、XRD、XPS、FTIR等分析手段,全面探讨了GNS/MnO2表面吸附Pb2+和Cu2+前后的变化。结果表明铅和铜以Pb2+或Cu2+形式吸附于GNS/MnO2表面,与GNS/MnO2表面的羟基基团发生了络合反应。GNS/MnO2吸附剂经过5次循环使用后吸附能力只损失了9%,有很好的再生性能。实验证明本研究制备的GNS/MnO2可以作为处理水中重金属离子的高效吸附剂,有广泛的应用前景。

全文目录


摘要  8-9ABSTRACT  9-10第1章 绪论  10-21  1.1 重金属废水  10-11    1.1.1 重金属废水的来源及其危害  10-11    1.1.2 重金属污染废水的特点  11  1.2 重金属废水的处理方法  11-14    1.2.1 化学法  11-13    1.2.2 物理化学法  13-14    1.2.3 生物法  14  1.3 吸附法在重金属废水处理中的应用  14-16    1.3.1 吸附法的特点  14-15    1.3.2 吸附剂的类型  15    1.3.3 影响吸附的主要因素  15-16  1.4 碳质材料和锰氧化物在吸附法中的应用  16-19    1.4.1 碳质材料的结构特征  17-18    1.4.2 锰氧化物的结构特征  18    1.4.3 在重金属废水处理中的应用  18-19  1.5 课题研究的目的、意义和内容  19-21    1.5.1 研究目的和意义  19-20    1.5.2 研究的主要内容  20-21第2章 实验方法及材料  21-30  2.1 实验药品与仪器  21-22  2.2 表征测试  22    2.2.1 比表面积的测定  22    2.2.2 扫描电子显微镜和透射电子显微镜  22    2.2.3 X-射线粉末衍射分析  22    2.2.4 红外光谱分析  22    2.2.5 光电子能谱分析  22  2.3 静态吸附实验  22-25    2.3.1 实验方法  23-24    2.3.2 水质分析方法  24-25  2.4 吸附剂的制备和表征  25-29    2.4.1 吸附剂的制备  25    2.4.2 吸附剂的表征  25-29  2.5 小结  29-30第3章 GNS/MnO_2吸附剂去除Ni~(2+)的性能研究  30-48  3.1 pH值对吸附过程的影响  30-31  3.2 吸附热力学研究  31-38    3.2.1 吸附等温线分析  31-36    3.2.2 吸附热力学常数  36-38  3.3 GNS/MnO_2对Ni~(2+)的吸附能力与其它吸附剂比较  38-39  3.4 吸附动力学研究  39-45    3.4.1 吸附平衡时间  39    3.4.2 吸附动力学分析  39-45  3.5 GNS/MnO_2吸附剂的解吸与再利用  45-46  3.6 小结  46-48第4章 GNS/MnO_2对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能研究  48-67  4.1 吸附Pb~(2+)和Cu~(2+)影响因素研究  48-51    4.1.1 GNS/MnO_2投量对Pb~(2+)和Cu~(2+)去除效果的影响  48    4.1.2 pH值对Pb~(2+)和Cu~(2+)去除效果的影响  48-50    4.1.3 时间对Pb~(2+)和Cu~(2+)去除效果的影响  50    4.1.4 Pb~(2+)和Cu~(2+)初始浓度及温度对去除效果的影响  50-51  4.2 Pb~(2+)和Cu~(2+)在GNS/MnO_2表面吸附的热力学研究  51-55    4.2.1 吸附等温线分析  51-54    4.2.2 吸附热力学常数  54-55  4.3 Pb~(2+)和Cu~(2+)在GNS/MnO_2表面吸附的动力学研究  55-58  4.4 GNS/MnO_2去除水中Pb~(2+)和Cu~(2+)机理分析  58-64    4.4.1 扫描电子显微镜分析  58-60    4.4.2 红外光谱分析  60-61    4.4.3 光电子能谱分析  61-63    4.4.4 X-射线衍射分析  63-64  4.5 Pb~(2+)和Cu~(2+)在GNS/MnO_2表面上可能的吸附络合形式  64-66  4.6 小结  66-67结论  67-68参考文献  68-72攻读硕士学位期间发表的论文  72-73致谢  73

相似论文

  1. 二甲醚在Pt低指数晶面吸附的密度泛函研究,O485
  2. 基于酚醛树脂活性炭的制备及负载TiO2吸附—光催化性能,TQ424.19
  3. 超声处理RTM成型酚醛/乙醇在石英纤维表面的竞争吸附,TB332
  4. 不同原料烟熏液的制备、精制及灌肠液熏工艺的研究,TS251.65
  5. 抗吡虫啉—甲基对硫磷双特异性单克隆抗体的研究,S482.2
  6. 白骨壤果实中黄酮类化合物的提取、分离纯化及抗氧化活性研究,S793.9
  7. Fe，V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
  8. 江蓠残渣高活性膳食纤维和羧甲基纤维素钠的制备及性能研究,TS254.9
  9. 三峡库区水环境中营养盐磷分布规律的数值研究,X832
  10. （羟基）氧化铁的制备研究及在饮用水中除砷的应用,O614.811
  11. 芴甲氧羰基-D-色氨酸及D-苯丙氨酸分子印迹聚合物的制备及分离性能研究,O631.3
  12. 微氧条件下密闭电石炉尾气中COS气体吸附净化研究,X781
  13. 离子交换法去除原水中六价硒,X703
  14. 化学吸附法脱除FCC汽油中含硫化合物的研究,TE624.55
  15. 聚丙烯腈基两性离子交换纤维的制备及性能研究,TQ342.31
  16. 沸石填料水洗法提纯沼气工艺实验研究,TQ221.11
  17. 根系分泌物及其组分对土壤中多环芳烃的活化作用,X53
  18. 利用作物秸秆制备高性能吸附材料并用于水中多环芳烃治理,X712
  19. LDH和Mg/Al/Fe-Mt对水中磷、铬的吸附效果研究,X703
  20. 东洞庭湖沉积物中重金属吸附与释放规律研究,X524
  21. Kisspeptin/GPR54系统在下丘脑—垂体—卵巢轴对蛋鸡生殖调控的研究,S831

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
© 2012 www.xueweilunwen.com