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《天津城市建设学院》 2007年
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纳米分子筛复合材料去除水中苯系物的研究

张大志  
【摘要】: 纳米分子筛和硅藻土由于具有较大的比表面积,因此都有较好的吸附性能,本文通过将纳米分子筛和硅藻土进行合理复配后,用于吸附去除水中苯系物。与单独使用分子筛和硅藻土相比,经过复配后,提高了材料对水中苯系物的吸附量,并且减少了分子筛的使用量,降低了成本。具体实验内容和结论如下: (1)先通过单因素分析,确定材料吸附有机物时各条件的最优范围,然后通过正交实验法,确定了复合材料对不同种苯系物的最优配比、苯系物的最佳去除条件及苯系物的去除效果。同时通过吸附等温线对吸附机理进行了初步分析,发现分子筛对苯的吸附等温线符合Languirm吸附模型,而甲苯、二甲苯和苯乙烯的吸附等温线则有较大不同,甲苯和苯乙烯的吸附等温线属于Brunauer分类中的II类,而二甲苯的吸附等温线则呈现出多阶梯状,这说明分子筛对这四种苯系物的吸附机理略有不同。此外还发现复合材料对苯、甲苯、二甲苯的吸附量,随着分子量的增加而增加,这说明以色散力为主的分子间力在吸附苯、甲苯和二甲苯的过程中起着主要作用。 (2)通过实验确定了复合材料的最佳混凝条件,当混凝时间为20min,PFS、PAM配比为1:2,絮凝剂总用量为1ml,静置时间为20min时,混凝效果较好,出水浊度低于3;此外,通过混凝还提高了原水中有机物的去除率,使对二甲苯的去除率达到了84%;并且通过混凝还提高了复合材料的回收率。 (3)经过比较,选择加热法对复合材料进行再生实验,当再生温度为400℃,再生时间为2h时,再生效果较好,经过3次再生后,再生率仍可达到89%。 (4)对材料进行了表征,通过SEM和TEM可以观察到分子筛粒径大小在10~20nm之间,直链结构的硅藻土直径约为8~20μm,盘状硅藻土圆盘直径约为15~50μm;经过TGA和DGA证实了,对硅藻土进行适当温度的活化可以提高硅藻土的吸附效果;经过IR分析,可以发现在1510~1529cm~(-1)之间出现了多个振动峰,这证明了分子筛对苯系物的吸附效果。
【学位授予单位】:天津城市建设学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X703

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