活性炭负载纳米零价铁去除水中含氧酸盐的研究

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1、分类号_____________________密级___________________UDC______________________学号__________(@)么身/f;又孳硕士学位论文ThesisforMastersDegree论文题目活性炭负载纳米零价铁去除水中含氧酸盐的研究申请学位类别__________学术型硕士专业名称_______安全科学与工程研究生姓名_____________肖爱红导师姓名、职称唐敏康教授二〇一五年六月学位论文独创性声明I明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研

2、究工作及取得的研宄成果。据•凃了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写究成果，也不包含己获得江西理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。研宄生签名:时间：年月曰学位论文版权使用授权书本人完全了解江西理工大学关于收集、保存、使用学位论文的规定：即学校有权保存按要求提交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将学位论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，

3、并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。本人允许本学位论文被查阅和借阅，同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名（手写)导师签名（手写）.•签字日期：年月日签字日期：年月日分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文活性炭负载纳米零价铁去除水中含氧酸盐的研究RemovalofAqueousOxysaltUsingnanoscal

4、ezero-valentironsupportedonactivatedcarbon学位类别：_学术型硕士作术型硕士者姓名：____肖爱红学科、专业：安全科学与工程研究方向：职业危害控制理论及应用研究指导教师：唐敏康教授2015年月日摘要摘要溴酸盐和高氯酸盐是水中常见的两种含氧酸盐，因其潜在致癌性和甲状腺干扰效应而被广泛关注。加之其溶解度高和吸附性低，使得其主要通过水体系统或以水为介质危害环境和人类。水与生命活动息息相关，研究水环境中高氯酸盐和溴酸盐具有重要意义。本文采用活性炭负载纳米铁(nZVI-GA

5、C)去除水中的溴酸盐和高氯酸盐，结合纳米零价铁比表面积大、反应活性高、强还原性的特点以及活性炭的吸附性能，高效节能地降解水中的这两种易流动的含氧酸盐。本文根据水处理理论，运用实验手段，采用浸润法制备出了Fe（II）-GAC材料，并利用NaNH4还原法制备得到负载型纳米零价铁nZVI-GAC材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱（FITR）等对其结构和官能团进行表征。在溴酸盐与高氯酸盐单组份情况下，考察分析了nZVI-GAC去除溴酸盐与高氯酸盐的影响因素；在其双组份实验的条件下，分析

6、了pH值、温度对含氧酸盐降解的影响，并探讨了溴酸盐与高氯酸盐之间的相互影响。在上述研究的基础上，对nZVI-GAC去除溴酸盐和高氯酸盐的反应动力学和反应产物以及去除机理进行了详细分析。研究结果表明：1.亚铁离子及纳米零价铁离子分别以不同的形态分布在活性炭表面，nZVI-GAC成功负载了α-Fe，活性炭的引入阻止了铁纳米颗粒间的接触及氧化，而且增加了纳米零价铁颗粒的分散度，从而增大了nZVI-GAC的比表面积以及活性位点。2.溴酸盐与高氯酸盐单组份实验时，相比于Fe（Ⅱ）-GAC，nZVI-GAC对溴酸盐

7、和高氯酸盐的去除率显著提高，且溴酸盐被nZVI-GAC完全降解；在活性炭负载的纳米零价铁含量为0.893%~3.633%时，随着含量的增加，溴酸盐的降解效率加快，效果越好。但在纳米零价铁含量为0.893%~2.422%时，高氯酸盐的去除率随铁含量的增加而增加，当负载铁含量为2.422%时，具有最高的去除率85%，当负载纳米零价铁的含量大于1.969%时，水中析出的铁离子浓度显著增加，造成对环境的二次污染。对于不同的溴酸盐与高氯酸盐初始浓度，溴酸盐与高氯酸盐达到吸附平衡时，最大吸附容量分别为28mg/g和

8、16mg/L。溶液的初始pH值越低，越有利于nZVI-GAC对溴酸盐的降解；而在pH=5时，高氯酸盐达到最高的去除率86%。水中共存离子的存在一定程度上都会抑制nZVI-GAC去除溴酸盐及高氯酸盐，随着共存离子浓度的增加，抑制作用增大，而且3-2---对溴酸盐和高氯酸盐的抑制作用大小排序为：PO4>CO3>NO3>Cl。3.溴酸盐和高氯酸盐在水中共同存在时，酸性条件有利于溴酸盐的降解。在温度为25℃时，溴酸盐的达到最高去除率94.8%。当p