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包覆型高铁酸钾的制备及其应用研究

作　者: 兰华春
导　师: 苑宝玲
学　校: 福州大学
专　业: 环境工程
关键词: 包覆型高铁酸钾 TCE 缓释去除
分类号: X523
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 309次
引　用: 2次
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内容摘要

针对地下水三氯乙烯(TCE)污染问题,本文以高铁酸钾作为高效氧化剂,制得包覆型高铁酸钾,探索其在原位化学氧化治理地下水TCE污染方面的应用。首先通过实验条件优化制备了高纯度高铁酸钾,改进了高铁酸钾的测定方法。以含NaOH的蒸馏水,通氯饱和后作为制备高铁酸钾的反应液,硝酸铁为制备高铁酸钾的铁源; 反应液中NaOH投加量为30.50g、硝酸铁投加量为14.50g,反应时间为67min时,高铁酸根浓度可达26.15g/L; 磁力搅拌条件下,控制体系温度为15～20℃,用6mol/L KOH溶液二次提纯,高铁酸钾晶体纯度可达93.67%。制备产物进行IR和XRD分析,证明产物为高铁酸钾晶体,根据DSC测试发现,产物在40～300℃范围内都有很好的热稳定性。然后以切片石蜡为包覆壁材,高铁酸钾为包覆芯材,采用熔化悬浮冷凝法制备了包覆型高铁酸钾,并研究了它的缓释和稳定性能。研究结果表明,包覆的最佳工艺条件为:水浴温度80℃左右,转速=800转/min、超声时间=15min。根据IR和XRD测试分析发现,包覆过程中包覆壁材并不会与高铁酸钾作用而破坏高铁酸钾活性; 根据DSC测试分析,包覆型高铁酸钾作为水处理剂能适用于一般温度的地下水水体。包覆型高铁酸钾在空气条件具有很好稳定性; 其在水溶液中的释放行为符合Q=ktn缓释动力学模型,同时溶液中TCE的存在会使包覆壁材溶解,加速高铁酸钾活性组分的的释放,实现高铁酸钾对目标污染物TCE的有效传输。最后研究了包覆型高铁酸钾对TCE污染物的氧化去除效能。结果结果为:TCE浓度为6.12mg/L,包覆型高铁酸钾投加量为0.12g,当pH=4.0～6.0时,氧化时间为60min,TCE能达到90%以上; 在pH=10.0的碱性条件下,延长氧化时间,TCE去除率也有很好的去除效果。可见包覆型高铁酸钾在pH=4.0～10.0范围内都适用,克服了高铁酸钾只能在偏碱性条件下应用的局限。并且根据GC-MS产物分析发现,在不同氧化时间,TCE含量有明显地减少,而GC-MS分析结果中TCE氧化产物并没有出现,TCE可能是被氧化分解成气态小分子有机物或直接矿化成无机物,逸出了反应体系。

全文目录

中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
引言  8-9
第一章文献综述  9-31
  1.1 地下水三氯乙烯(TCE)污染  9-13
    1.1.1 TCE 污染及危害  9-10
    1.1.2 TCE 污染的治理措施  10-13
  1.2 高铁酸钾概述  13-23
    1.2.1 高铁酸钾的性质  13-16
    1.2.2 高铁酸钾的制备  16-19
    1.2.3 高铁酸盐的分析方法  19-20
    1.2.4 高铁酸盐在水处理中的应用  20-23
  1.3 包覆技术概述  23-29
    1.3.1 颗粒表面包覆的机理  24-25
    1.3.2 颗粒表面的无机分子包覆  25
    1.3.3 颗粒表面的有机分子包覆  25-26
    1.3.4 颗粒表面有机包覆的常用方法  26-28
    1.3.5 包覆技术在水处理剂中的应用及优势  28-29
  1.4 选题的目的、意义及主要研究内容  29-31
    1.4.1 选题的目的、意义  29-30
    1.4.2 主要研究内容  30-31
第二章固体高铁酸钾的制备及表征  31-41
  2.1 实验部分  31-32
    2.1.1 主要试剂及仪器  31
    2.1.2 实验方法  31-32
  2.2 结果与讨论  32-39
    2.2.1 反应液的选择  32-33
    2.2.2 不同铁盐对高铁浓度的影响  33
    2.2.3 制备高浓度高铁酸根溶液的实验条件优化  33-36
    2.2.4 提纯KOH 浓度对高铁酸钾纯度的影响  36
    2.2.5 析出温度和搅拌对高铁酸钾析出的影响  36-37
    2.2.6 仪器表征  37-39
  2.3 小结  39-41
第三章高铁酸盐定量分析的改进研究  41-48
  3.1 滴定法测定高铁酸盐的改进研究  41-45
    3.1.1 实验部分  41-43
    3.1.2 结果与讨论  43-45
  3.2 分光光度法测定高铁酸盐的改进研究  45-47
    3.2.1 实验部分  45
    3.2.2 结果与讨论  45-47
  3.3 小结  47-48
第四章包覆型高铁酸钾的制备及性能研究  48-64
  4.1 实验部分  48-51
    4.1.1 试剂及仪器  48-49
    4.1.2 实验方法  49-51
  4.2 结果与讨论  51-62
    4.2.1 包覆材料的筛选  51
    4.2.2 高铁酸钾粒径的选择  51-52
    4.2.3 分散条件的选择  52
    4.2.4 包覆工艺因素考察  52-54
    4.2.5 工艺条件的优化  54-55
    4.2.6 萃取方式对包覆率测定的影响  55
    4.2.7 仪器表征  55-58
    4.2.8 包覆型高铁酸钾稳定性能研究  58-59
    4.2.9 包覆型高铁酸钾释放性能研究  59-62
  4.3 小结  62-64
第五章包覆型高铁酸钾对TCE 的去除效能  64-74
  5.1 实验部分  64-66
    5.1.1 主要试剂及仪器  64
    5.1.2 仪器分析条件  64
    5.1.3 实验方法  64-66
  5.2 结果与讨论  66-72
    5.2.1 TCE 标准曲线的绘制  66-67
    5.2.2 包覆型高铁酸钾氧化去除TCE 的工艺条件研究  67-70
    5.2.3 包覆型高铁酸钾氧化处理TCE 的产物分析  70-72
  5.3 小结  72-74
第六章结论与展望  74-76
  6.1 论文结论  74-75
  6.2 研究展望  75-76
参考文献  76-82
致谢  82-83
个人简历及论文发表  83

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