铁铝钛复合改性石英砂滤料制备工艺优化与吸附特性研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）铁锅铁复合改性石英砂滤料制备工艺优化与吸附特性研究李国浩＼二〇一五年六月分类号：学校代号：１１８４５ＵＤＣ：密级：学号：２１１１２０９０４１广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）铁锅欽复合改性石英砂滤料制备工艺优化与吸附特性研究李国浩指导教师姓名、职称：李冬梅教授专业名称或领域名称：市政工程＾与交：．７１通工释．等院学生所属学院：十，二０—论文答辩日期：五年六月五曰ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｄｏｎＵｎ

2、ｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｇｙｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍｅｔａｌｌｉｃｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄｕａｒｔｚｓａｎｄｑＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉＧｕｏｈａｏＳｕｅｒｖｉｓｏｒ；Ｐｒｏｆ．ＬｉＤｏｎｍｅｉｐｇＪｕｎｅ２０１５Ｆａｃｕｌｔｙ

3、ｏｆＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎａｎｄＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎｇｇｐＧｕａｎｇｄｏｎｇｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＵｙｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｄｏｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ５１０００６，ｇｇ，，摘要摘要一。微污染物难以通过常规水处理工艺去除。过滤是常规工艺的最后道屏障滤一料表面的吸附截留性能是影响出水水质的重要因素之。本课题通过使用ＦｅＣｌ３、ＡｌＣｂ和ＴｉＣｈ的乙醇溶液作为改性剂，对最常用的滤料普通石英砂Ｈａｗｕａｒｔｚｓａｎｄ（ｑ，ＨＱＳ表面进行改性，以表面金属总负载量、改性剂附着率以及

4、腐植酸去除率为评价）ｅｌｌｉ指标，通过正交试验与连续性试验等方法，制备了铁招钛复合改性石英砂（Ｍｔａｃｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄｑｕａｒｔｚｓａｎｄ，ＭＣＭＳ）＞以提高其对微污染物的吸附截留效果。试验结果如下：（１）：ＦｅＣｈ铁招钛复合改性石英砂的制备工艺流程为首先，改性剂溶液对一ＲＱＳ进行第次改性。ＴｉＣｌ４，在ＲＱＳ表面形成氧化铁晶体层然后，以ＡＩＣ１３溶液和乙醇溶液按一定比例混合形成复合改性剂，对氧化铁晶体层进行第二次改性，制备出铁培钛复合改性石英砂。（２）结合ＳＥＭ照片与ＸＲＤ能谱分析，得到ＭＣ

5、ＭＳ的最佳制备工艺条件为：改性剂ＦｅＣｈ溶液、ＡｌＣｂ溶液和ＴｉＣｌ４乙醇溶液与ＲＱＳ的投加比Ｃｉ、Ｃ２和Ｃ３分别－－－ｉ－＇？ｉ是０．１６ｍ］？ｇＲＱＳ、０１０ｍＬＲＱＳ以及０．０３ｍＬＲＱＳ．ｇｇ；煅烧温度与煅烧时间分＝＝Ｓ９３４别是Ｔ２４（ｒＣｔ２ｈ。，ＭＣＭ／，，最佳制备条件下表面金属总负载量为ｐｇｇ改性剂附着率达到９７．０４％。ＭＣＭＳ对腐植酸的去除率高达９８．６７％．（３）ＳＥＭ电镜扫描结果表明，ＭＣＭＳ的表面晶体呈瘤球状，金属晶体均匀覆。盖于载体滤料表面，ＥＤＳ能谱分析结果显示，ＭＣＭＳ表面，稳定性强比表面

6、积大氧化物组成可能是Ｆｅ２０３、ＴｉＣｂ、ＡｈＣｈ、ＳｉＣｈ和ＦｅＯ（ＯＨ）或ＡＫＸＯＨ）。ＭＣＭＳ比表面积Ｓｂｅｔ，分别是ＩＯＣＳ与ＲＱＳ对应值的３．３８倍和３９．１０倍。ＭＣＭＳ表面金属氧化物Ｘ射线衍射仪物相鉴定结果显示－ａｓｅ，表面氧化物组合为ａＦｅｚＣｈＡＩＯＯＨ和Ａｎａｔ，（）ＴｉＯｉ，该组合能在水环境中产生大量经基，是ＩＯＣＳ对腐植酸去除率的１．５倍。（４）ＭＣＭＳ对腐植酸的平均吸附率达到９１．５６％，当原水腐植酸浓度为１１．２９ｍｇ／Ｌ时，ＭＣＭＳ的去除率达到９７．２５％。对ＭＣＭＳ的吸附过程使用Ｌａｎｇｍｕｉｒ和

7、２２Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ两种吸附曲线拟合，Ｒ值均大于０．９，但前者对应的Ｒ值相对较大。ＭＣＭＳ。对微污染物的吸附过程同时存在物理的和化学的吸附作用，但以化学吸附作用为主Ｉ广东工业大学领士学位论文关键词：金属氧化物改性剂；复合改性石英砂；制备工艺条件优化；吸附特征；静态吸附效果ＩＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｒｅｍｏｖｅｍｉｃｒｏｏｌｌｕｔａｎｔｓ．ｐＭｅａｎｗｈｉｌｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｌ

8、ａｓｔｂａｒｒｉｅｒ