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《湖南大学》 2006年
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锰氧化物改性过滤材料对铜和铅离子的吸附研究

邹卫华  
【摘要】: 在常规污水处理中,由于铁、铝、锰等的氧化物与氢氧化物具有比表面积大、良好的孔结构、电荷密度较高等特点,对水中重金属、有机物等污染物具有较强的吸附作用,利用金属氧化物去除水中污染物的课题,越来越引起人们的研究兴趣。但由于这些氧化物从水中分离出来困难,导致在水处理运行中不能充分发挥这些物质的吸附特性。近年来,在石英砂等载体滤料表面涂覆一层Fe2O3、Al2O3、MnO2等金属氧化物或氢氧化物,用作新型环境材料,已成为国内外环境领域的研究热点。通过改性,将改变原过滤材料表面性质,提高其去除废水中重金属等污染物的能力。本文以铜和铅离子模拟废水为研究对象,研究锰氧化物、锰氧化物改性石英砂和沸石等制备的改性过滤材料MOCS和MOCZ对水中铜和铅离子的去除作用,探讨三种吸附剂对重金属离子的吸附机理。 本文采用氧化还原方法制备了锰氧化物吸附剂,并以锰氧化物为改性剂制备了锰氧化物/石英砂(MOCS)和锰氧化物/沸石(MOCZ)改性过滤材料,对三种吸附剂的比表面积、表面形态结构和锰氧化物的物相组成等进行了测定和分析,并对MOCS和MOCZ改性滤料的含锰量、锰氧化物涂层的附着能力和物理化学稳定性能进行了测定和分析。通过对涂层表面性能的分析,认为氧化还原法制备改性滤料行之有效,研制出的改性滤料具有较大的比表面积、较好的机械性能和较高的物理化学稳定性能。 分别从静态法方面研究了锰氧化物对铜和铅离子吸附性能,从静态法和动态法方面综合研究了MOCS和MOCZ对铜和铅离子吸附性能。静态法研究包括等温吸附研究,考虑了包括吸附剂用量、pH值、盐浓度、时间、温度和共存金属离子等因素对吸附的影响;探讨了吸附剂的吸附机理,研究了铜和铅离子的吸附热力学和动力学行为。结果表明,吸附量随着溶液pH值的增大而增大,吸附后溶液的pH值降低,表明吸附过程存在表面络合反应和离子交换反应。温度升高,吸附量增大,在318 K时,锰氧化物、MOCS和MOCZ对Cu2+的饱和吸附容量(qm)分别为1.71, 1.64×10-2, 0.156 mmol·g-1,对Pb2+的饱和吸附量分别为2.02, 1.81×10-2, 0.362 mmol·g-1。三种吸附剂对Cu2+和Pb2+的吸附符合Langmuir和Redlich-Peterson吸附等温式,Cu2+和Pb2+吸附反应的?G均为负值,焓变?H为正值,说明该吸附过程是自发的吸热反应。 吸附剂对铜、铅离子的吸附动力学过程可分为快速和慢速吸附两个阶段,其吸附过程符合准二级反应动力学模型。主要环境因子(初始浓度、吸附剂粒径和温度)对各重金属的吸附速率均有不同程度的影响。锰氧化物、MOCS和MOCZ对
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X703

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【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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【共引文献】
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10 袁绍军;姜斌;李天成;王大为;李鑫钢;;一种微电解反应器的理论分析[A];第三届全国传质与分离工程学术会议论文集[C];2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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1 马江雁;锰氧化物改性沸石(MOCZ)对罗丹明B和4-氯苯酚的吸附研究[D];郑州大学;2010年
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【二级引证文献】
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1 豆婵婵;石英砂负载壳聚糖及CTAB改性麦秸秆对甲基橙和刚果红的吸附研究[D];郑州大学;2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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4 水清;水稻穗期使用铜制剂可能造成药害[N];江苏农业科技报;2006年
5 李东冰;痔疮疗法种类繁多[N];中国中医药报;2007年
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9 水清;铜高尚:一药能治多种棉花病害[N];江苏农业科技报;2007年
10 邹阳;波尔多液药害发生的原因及防治方法[N];河南科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹卫华;锰氧化物改性过滤材料对铜和铅离子的吸附研究[D];湖南大学;2006年
2 吴頔;铜离子在朊蛋白聚集过程及其致病机理中所发挥作用的研究[D];武汉大学;2010年
3 王炜;中枢神经系统酸敏感离子通道的调控[D];中国科学技术大学;2007年
4 邓月华;改性凹凸棒土吸附去除水中铅离子、心得安及溶解性有机物[D];南京大学;2012年
5 钱天;钙钛矿锰氧化物电荷有序态稳定性及相分离界面效应研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 鲁文建;电子型掺杂锰氧化物相分离的研究[D];中国科学院研究生院(合肥物质科学研究院);2007年
7 王禄;尖晶石型锰氧化物锂离子筛制备及提锂性能[D];大连理工大学;2009年
8 樊济宇;钙钛矿锰氧化物电荷有序体系的磁性和相关物性研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 李晓强;锰氧化物对甲苯液相氧化反应的催化作用研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
10 刘承帅;铁锰氧化物/水界面有机污染物的氧化降解研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 玄哲仙;生物吸附剂桔子皮的制备及对重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附研究[D];东北师范大学;2006年
2 张敬华;啤酒酵母和谷壳对水体中铜铅离子的吸附研究[D];郑州大学;2005年
3 黄婧;用于检测铜离子和汞离子的核酸纳米金传感器的研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 董义;A位掺杂钙钛矿结构锰氧化物的电输运和磁电阻效应[D];吉林大学;2007年
5 张愿成;纳米结构锰氧化物的制备及催化处理染料废水[D];合肥工业大学;2006年
6 彭刚;B位掺杂镧钙锰氧体系的研究[D];吉林大学;2007年
7 顾智军;钙钛矿型锰氧化物庞磁阻性能及其锰氧化合物相关系的研究[D];河北大学;2005年
8 常建卫;尖晶石锂锰氧化物的合成及改性研究[D];中南大学;2004年
9 朱建华;分子印迹技术去除水中污染物的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 王小丽;热处理工艺对高铜马氏体不锈钢性能的影响[D];辽宁工程技术大学;2007年
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