發(fā)布時間：2024-02-20 19:32

　　砷因具有毒性和致癌性，早已被納為環(huán)境中優(yōu)先控制的有毒元素之一。零價納米鐵(NZVI)因具有較大的比表面積和較高的反應(yīng)活性，在去除砷的過程中展現(xiàn)了較好的效果，但其粒徑較小，且容易團(tuán)聚，在實際應(yīng)用中受到了一定的限制。所以，需要一種優(yōu)良的載體來負(fù)載零價納米鐵，不僅能發(fā)揮本身的優(yōu)勢，又能降低缺陷。石墨烯(RGO)因具有較大的比表面積、較好的電子運(yùn)輸和一定的吸附性能等被廣泛關(guān)注。 本研究以石墨烯為載體負(fù)載零價納米鐵，對水中的砷進(jìn)行去除。通過X射線衍射、X射線光電子能譜、Zeta電位、比表面積分析及透射電子顯微鏡等表征手段對RGO-NZVI進(jìn)行表征。在吸附過程中研究了反應(yīng)時間、pH、溫度等變量對吸附性能的影響，同時進(jìn)行了動力學(xué)和等溫線的研究；在相同條件下，將NZVI和石墨烯用以進(jìn)行對比。并對去除機(jī)理作了初步探索 研究結(jié)果表明成功制備出了復(fù)合材料。RGO-NZVI對As(III)和As(V)具有較好的吸附能力，根據(jù)Langmuir模型得出最大吸附量分別為35.83和29.04mg/g，且對As(III)去除的效果要優(yōu)于As(V)。對As(III)來說，初始濃度小于8mg/L時，反應(yīng)后溶液中的平衡濃度...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 環(huán)境中的砷污染
        1.1.1 砷的存在
        1.1.2 砷的毒性及危害
        1.1.3 砷污染的治理研究現(xiàn)狀
    1.2 鐵基材料在含砷廢水中的應(yīng)用
        1.2.1 鐵（氫）氧化物及其復(fù)合材料對砷的去除
        1.2.2 零價鐵及其復(fù)合材料對砷的去除
    1.3 石墨烯及其應(yīng)用研究
        1.3.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        1.3.2 石墨烯的制備方法
        1.3.3 基于石墨烯的復(fù)合材料
        1.3.4 石墨烯及其復(fù)合材料在水處理當(dāng)中的應(yīng)用
    1.4 研究的目的與內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑和儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗分析方法
        2.2.1 pH 的測定
        2.2.2 砷的測定
    2.3 石墨烯、零價納米鐵及其石墨烯復(fù)合材料的制備
        2.3.1 氧化石墨（GO）的制備方法
        2.3.2 石墨烯(RGO)的制備
        2.3.3 零價納米鐵（NZVI）的制備[80, 81]
        2.3.4 石墨烯負(fù)載零價納米鐵（RGO-NZVI）的制備
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 X 射線衍射分析（XRD）
        2.4.2 X 射線光電子能譜（XPS）
        2.4.3 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.4.4 比表面積分析（BET）
        2.4.5 Zeta 電位
        2.4.6 負(fù)載鐵含量的測定
    2.5 本章小結(jié)
第三章 RGO-NZVI 對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除性能的研究
    3.1 樣品的特性分析
        3.1.1 X 射線衍射（XRD）分析結(jié)果
        3.1.2 X 射線光電子能譜（XPS）分析結(jié)果
        3.1.3 透射電子顯微鏡（TEM）分析結(jié)果
        3.1.4 比表面積（BET）分析結(jié)果
        3.1.5 Zeta 電位的分析結(jié)果
        3.1.6 負(fù)載鐵含量的測定結(jié)果
    3.2 石墨烯負(fù)載零價納米鐵對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)的去除
        3.2.1 不同初始濃度對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        3.2.2 吸附時間對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        3.2.3 溶液初始 pH 對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        3.2.4 反應(yīng)溫度對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
    3.3 RGO-NZVI 對 As(Ⅲ) AND AS (V)去除性能的分析
        3.3.1 吸附等溫線分析
        3.3.2 吸附動力學(xué)分析
        3.3.3 RGO-NZVI 去除 As (III) 和 As(Ⅴ)的機(jī)理分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 NZVI 和 RGO 對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除性能的研究
    4.1 NZVI 對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)的去除
        4.1.1 吸附時間對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        4.1.2 溶液初始 pH 對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        4.1.3 反應(yīng)溫度對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        4.1.4 吸附等溫線的研究
        4.1.5 吸附動力學(xué)的研究
    4.2 RGO 對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)的去除
        4.2.1 吸附時間對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        4.2.2 溶液初始 pH 對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        4.2.3 反應(yīng)溫度對 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)去除的影響
        4.2.4 吸附等溫線的研究
        4.2.5 吸附動力學(xué)的研究
    4.3 NZVI、RGO 和 RGO-NZVI 去除 As(Ⅲ) 和 AS (V)的對比
        4.3.1 吸附時間的對比
        4.3.2 溶液初始 pH 影響的對比
        4.3.3 反應(yīng)溫度影響的對比
        4.3.4 等溫吸附線的對比
        4.3.5 吸附動力學(xué)的對比
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    1 結(jié)論
        1.1 石墨烯負(fù)載零價納米鐵的制備和表征
        1.2 RGO-NZVI 去除水中 AS (Ⅲ) 和 AS (V)
    2 創(chuàng)新點
    3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及申請專利目錄
致謝
附件



本文編號：3904442