硫酸铝混凝去除纳米tio2效能及影响因素的分析

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1、国内图书分类号：O646学校代码：10213国际图书分类号:540密级：公开理学硕士学位论文硫酸铝混凝去除纳米TiO2的效能及影响因素分析硕士研究生：龚锋导师：胡立江教授副导师：张立珠副教授申请学位：理学硕士学科、专业：无机化学所在单位：化学系答辩日期：2012年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK311U.D.C.:536.5DissertationfortheMasterDegreeinScienceSTUDYONTHEMIANINFLUENCINGFACTORSOFNANO-TiO2REMOVALBYCOAGULATIONWIT

2、HALUMINIUMSULPHATECandidate：GongFengSupervisor：Prof.HuLijiangVice-supervisor：Assistantprof.ZhangLizhuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：ChemistryAffiliation：DepartmentofChemistryDateofDefence：June,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学

3、位论文摘要随着纳米技术的飞速发展，人工合成纳米材料种类和数量日益增多。纳米材料在日常生活中得到了广泛应用，不可避免会有部分纳米材料流入生态环境。目前大量研究表明，纳米材料能对生物体诱发生理毒性，一旦这些材料通过各种循环进入人体内，会给人类健康造成巨大威胁。水作为生命之源，饮用水安全至关重要。然而目前的饮用水处理工艺很少关注纳米颗粒的去除，水质标准中未对纳米颗粒进行限量。为了解常规水处理后，水体中纳米颗粒的残留及其对水质的影响，本文选用纳米TiO2粒子作为目标污染物，硫酸铝作为絮凝剂，考察了混凝条件，腐殖酸和表面活性剂对混凝去除纳米TiO2的影响。本文意在确定无机铝盐

4、对纳米粒子的去除效能，研究纳米粒子在混凝过程中的迁移转化规律。研究结果表明在原水条件下，快搅阶段速度梯度G值高，有利于微絮体的形成和生长，但搅拌时间不宜过长。慢搅阶段G值过高或高低均造成出水浊度升高。硫酸铝对纳米TiO2的电中和能力很强，合适的水质条件下，纳米TiO2能被有效的去除，40mg/L的硫酸铝使纳米TiO2的去除率高达95.8%。水体pH值和碱度通过影响铝盐的水解聚合形态和纳米TiO2表面电位影响纳米粒子的混凝去除，在原水条件下，最佳pH范围为6.7~9.0之间。在最佳pH范围内，铝盐对纳米TiO2的混凝机理为吸附电中和和网捕卷扫共同作用。-2-2---共

5、存阴离子（H2PO4、SiO3、SO4和NO3）对混凝的影响差别较大，H2PO42-2--和SiO3表现为先促进后抑制，SO4表现为抑制，NO3无影响作用。共存阳离++2+2+2+2+子（Na、NH4、Ca和Mg）对混凝影响很小，Ca、Mg能通过压缩双电+层降低粒子表面电位，促进纳米TiO2的去除，NH4对混凝的抑制作用最大。在原水条件下，低浓度腐殖酸能抑制纳米TiO2的去除，而高浓度腐殖酸促进纳米粒子的混凝去除。十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）均不利于纳米TiO2的去除，SDBS的抑制作用强于CTAB。SDBS对混凝的影响表现为先抑制

6、，后促进，再抑制。腐植酸和CTAB能通过吸附作用改变纳米TiO2表面电位，Mastersize2000测定絮体在线生长显示腐植酸和SDBS对絮体的生长影响很大，FT-IR光谱表明腐植酸和SDBS能降低羟基铝的聚合度，XRD图谱说明铝盐混凝絮体为无定型态结构，混凝过程不会造成纳米TiO2结构破坏。关键词：混凝；硫酸铝；纳米TiO2；絮体；腐殖酸；表面活性剂-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofnanotechnology,moreandmoresyntheticnano-materialshavebeen

7、produced.Thewidespreaduseandapplicationindailylifefornano-materialswillinevitablyleadtogrossreleaseofsuchmaterialsintotheenvironment.Thereisagreatdealofresearchshowsthatnano-materialswillinducephysislogicaltoxicitytoorganism,andoncethesematerialsenterintobodyofhuman,whichwillgiveposs