【摘要】：由于水源水質受到污染,突發(fā)性水污染事件屢屢發(fā)生,特別是我國飲用水水質標準提高,與傳統(tǒng)的飲用水處理技術產生矛盾,臭氧氧化等深度處理技術在飲用水處理中得到廣泛的應用。但是臭氧氧化后會產生具有致癌作用的溴酸鹽副產物。溴酸鹽已經(jīng)被國際癌癥研究機構定為2B級潛在致癌物,我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)規(guī)定溴酸鹽限值為10μg/L,因此開展對飲用水中溴酸鹽的去除研究非常迫切。納米零價鐵具有顆粒粒徑小、比表面積大、反應活性高等優(yōu)點,可以有效的去除水中的溴酸鹽,但由于強還原性導致其自身易氧化,存在不穩(wěn)定性,納米鐵改性有助于保持活性。針對以上問題,本文對納米鐵的改性進行相關研究,從而達到提高納米鐵對溴酸鹽的去除效果的目的。 本文首先研究了改性納米鐵對溴酸鹽的去除效果。分別選取了PVP,銅以及乙醇三種材料,通過液相還原法制備了不同材料改性的納米鐵,進行間歇實驗研究對比其對溴酸鹽的去除效果。實驗結果表明,在低溶解氧條件下,采用不同材料改性,均能提高納米鐵對溴酸鹽的去除活性。在初始pH為7.0,20℃和溶解氧為0.1mg/L的條件下,2mg/L的采用不同材料改性的納米鐵能將初始濃度為100μg/L的溴酸鹽去除至10μg/L以下。在正常溶解氧含量條件下,不同材料改性所得的納米鐵活性不同：采用PVP改性,能提高納米鐵對溴酸鹽的去除率；采用銅改性,則降低了納米鐵對溴酸鹽的去除率；采用乙醇改性,在一定的乙醇含量比例內,可以促進對溴酸鹽的去除；采用PVP與銅共同改性,效果則在兩者單獨改性的效果之間。 在比較了不同改性納米鐵的基礎上,選取納米Fe/Cu系統(tǒng)研究其對溴酸鹽的去除,考慮了不同影響因素對去除反應的影響。這些影響因素包括：納米Fe/Cu的投加量、溴酸鹽初始濃度、溶液中溶解氧含量、溶液初始pH、反應溫度以及共存離子(硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽)。實驗結果表明,溴酸鹽去除速率隨著納米Fe/Cu投加量的增加、反應溫度的升高而增加。pH對去除有雙重影響,一定范圍內的pH能保證納米Fe/Cu對溴酸鹽的有效去除,堿性條件對去除不利。由于能氧化納米Fe/Cu粒子,并在納米Fe/Cu粒子生成鈍化層阻止與溴酸鹽的反應,水中溶解氧的存在會使對溴酸鹽的去除速率較大下降。陰離子的存在均會抑制納米Fe/Cu對溴酸鹽的去除。硝酸鹽、亞硝酸鹽及氯酸鹽的影響主要是由于各離子具有氧化性,與溴酸鹽形成競爭。硫酸鹽會腐蝕納米鐵,從而減弱了對溴酸鹽的去除效果。磷酸鹽能與鐵離子形成絡合物覆蓋在納米Fe/Cu表面,在實驗所選各離子中對溴酸鹽去除效果影響最大。 納米Fe/Cu還原溴酸鹽的過程,是在納米Fe/Cu粒子表面的反應活性位上發(fā)生的,在這一反應過程中,溴酸鹽被還原為溴離子,且不產生中間產物。Cu在納米鐵還原溴酸鹽過程中起到催化作用。通過SEM, TEM, XRD和比表面積測定等手段對制備的納米鐵和納米Fe/Cu粒子進行了表征。所制備的粒子平均粒徑約為90nm,主體為單質鐵,且有Cu粒子覆蓋在納米鐵表面。納米Fe/Cu的比表面積相對較大。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU991.263

【參考文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 康海彥;納米鐵系金屬復合材料去除地下水中硝酸鹽污染的研究[D];南開大學;2007年

相關碩士學位論文 前3條

1 陳華;改性納米零價鐵處理水中四環(huán)素研究[D];華南理工大學;2011年

2 陳偉鵬;催化臭氧氧化對溴酸鹽生成影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

3 劉潤生;納米零價鐵對臭氧氧化副產物溴酸鹽的去除研究[D];浙江大學;2010年

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本文編號：2530988