磁性ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy和ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/SiO_2对污水处理的研究

【摘要】：在污水处理过程中,磁吸附法由于具有许多优点,如吸附剂制备方便、吸附效率高、便于分离(磁分离)和再生简单等,从而引起人们的高度重视。本文制备了两种核-壳结构的磁性纳米材料,znLa0.02Fe1.9804/PPy和ZnLa0.02Fe1.98O4/SiO2,分别研究了在不同实验条件下对水溶液中的甲基橙、甲基蓝、Cr(VI)的吸附。结果表明,所制备的两种磁性材料对甲基橙、甲基蓝和Cr(VI)具有良好的吸附性能,而且由于吸附剂具有磁性,吸附后在外加磁场作用下,能够方便的与液体分离。且吸附剂经过再生处理,可以多次重复利用。因此具有较好的应用前景。 ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy对甲基橙的吸附：考查了pH值、甲基橙浓度、吸附时间、温度等对吸附的影响。结果表明,在所研究的不同pH值条件下,最佳吸附为pH=7.0。在pH=7.0、T=298K、24h的吸附后,ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy对甲基橙的吸附达到平衡。对10mg/L甲基橙的吸附效率能达到98%,吸附量为19.6mmg/g;对50mg/L甲基橙的吸附效率也能达到74%,吸附量为74.3mg/g。ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy吸附甲基橙的最佳准合模型为朗格缪尔吸附模型,表明ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy吸附甲基橙的过程为单分子吸附。在动力学分析中,ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy吸附甲基橙的动力学模型更符合准二级动力学模型。在热力学分析中,△Gθ0,表明ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy吸附甲基橙的过程为自发的过程。△Hθ0,证明吸附的过程是放热的过程。 ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy对Cr(VI)的吸附：考查了pH值、Cr(VI)(K2Cr207)浓度、吸附时间、温度等对吸附的影响。在pH=7.0时,对10mg/L K2Cr2O7的吸附效率能达到83%,吸附量为17.7mg/g;对90mg/L K2Cr207的吸附效率也能达到60%,吸附量为108.8mg/g。在pH=4.0时,吸附效果最佳。ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy吸附K2Cr207的最佳准合模型为朗格缪尔吸附模型。在动力学分析时,准二级动力学模型中,相关系数R2都在0.999以上,说明ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy吸附K2Cr2O7更符合准二级动力学模型。在热力学分析中,△Gθ0,表明ZnLa0.02Fe1.98O4/PPy吸附K2Cr207的过程为自发的过程；△Hθ0,证明吸附的过程是放热的过程。 La0.02ZnFe1.98O4/SiO2对甲基蓝的吸附：考查H2O的添加量对La0.02ZnFe1.98O4/SiO2磁性复合纳米材料壳层厚度的影响。结果表明,当加入H2O量为10mL时,SiO2包覆层的厚度最大,能达到30nm,且其对甲基蓝的吸附效率最佳,所以采用这种La0.02ZnFe1.98O4/SiO2复合材料分别对30,50,70和90mg/L的甲基蓝进行吸附。其中对30和50mg／L的甲基蓝的吸附效率接近100%,对90mg/L的甲基蓝的吸附效率73%。最佳吸附pH值是4.0。La0.02ZnFe1.98O4/SiO2吸附甲基蓝的最佳准合模型为朗格缪尔吸附模型,表明La0.02ZnFe1.98O4/SiO2吸附甲基蓝的过程为单分子吸附。在动力学分析时,La0.02ZnFe1.98O4/SiO2吸附甲基蓝更符合准二级动力学模型。在热力学分析中,△Gθ0,表明La0.02ZnFe1.98O4/SiO2吸附甲基蓝的过程为自发的过程。△Hθ0,证明吸附的过程是放热的过程。 【关键词】：ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy La_(0.02)ZnFe_(1.98)O_4/SiO_2 甲基橙 甲基蓝 Cr(Ⅵ) 吸附
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O647.3;X703
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 第一章 前言9-25
• 1.1 课题的背景9
• 1.2 当前环境遭受水体污染的概况9-10
• 1.2.1 水污染的来源和成因9-10
• 1.2.2 水污染分类10
• 1.3 污水处理的常用方法及其特点10-15
• 1.3.1 离子交换法10-11
• 1.3.2 中和法11
• 1.3.3 氧化还原法11
• 1.3.4 膜分离法11-12
• 1.3.5 吸附法12-15
• 1.4 本论文的创新点15
• 参考文献15-25
• 第二章 ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy对甲基橙的吸附25-41
• 2.1 前言25
• 2.2 实验部分25-27
• 2.2.1 实验药品25-26
• 2.2.2 实验步骤26-27
• 2.3 实验结果与讨论27-36
• 2.3.1 ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy的XRD和TEM27
• 2.3.2 甲基橙吸附效率随时间的变化27-29
• 2.3.3 甲基橙吸附量随时间的变化29-30
• 2.3.4 pH对吸附甲基橙的影响30-31
• 2.3.5 吸附模型的研究31-33
• 2.3.6 吸附动力学研究33-35
• 2.3.7 吸附热力学研究35-36
• 2.4 结论36-37
• 参考文献37-41
• 第三章 ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy对水中Cr(Ⅵ)的吸附41-55
• 3.1 前言41-42
• 3.2 实验部分42-43
• 3.2.1 实验药品42
• 3.2.2 实验仪器42
• 3.2.3 实验步骤42-43
• 3.3 吸附实验结果与讨论43-50
• 3.3.1 K_2Cr_2O_7吸附效率随时间的变化43-44
• 3.3.2 K_2Cr_2O_7吸附量随时间的变化44
• 3.3.3 pH对吸附K_2Cr_2O_7的影响44-45
• 3.3.4 ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy对吸附K_2Cr_2O_7模型的研究45-47
• 3.3.5 ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy对吸附K_2Cr_2O_7的动力学研究47-49
• 3.3.6 ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/PPy对吸附K_2Cr_2O_7的热力学研究49-50
• 3.4 结论50-51
• 参考文献51-55
• 第四章 ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/SiO_2吸附污水中的甲基蓝55-75
• 4.1 前言55
• 4.2 实验部分55-57
• 4.2.1 实验药品55-56
• 4.2.2 实验表征56
• 4.2.3 实验步骤56-57
• 4.3 实验结果与讨论57-71
• 4.3.1 产物ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/SiO_2结果与讨论57-60
• 4.3.2 结论60-61
• 4.3.3 产物ZnLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4/SiO_2吸附甲基蓝结果与讨论61-70
• 4.3.4 结论70-71
• 参考文献71-75
• 结论75-77
• 硕士期间发表论文77-78
• 致谢78-79

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