磁性纳米羟基磷灰石吸附剂的制备及其性能研究-环境工程专业毕业论文.docx

磁性纳米羟基磷灰石吸附剂的制备及其去除废水中重金属离子的研究
摘 要
随着经济的快速发展,废水的大量排放,土壤和水体中重金属积累的加剧, 重金属污染日益严重。由于重金属易通过食物链而生物富集,对生物和人体健康构成严重的威胁,如何有效地治理重金属污染已成为人类共同关注的问题。
重金属污染主要来自采矿业、冶金、机械加工、表面处理及重工业等。除去水中重金属离子的方法很多,传统的方法有化学沉淀法、氧化还原法、铁氧体法、离子交换树脂法等,但是这些方法存在投资大、运行成本高、操作管理繁琐、且容易造成二次污染等问题,同时也不能有效实现重金属和水资源的再利用。目前, 实际运用中较多的是采用吸附法,吸附法因其材料便宜易得、成本低、去除效果好而一直受到人们的青睐。
近年来利用无机材料和纳米材料作为吸附剂已经成为一个热门的研究领域。纳米羟基磷灰石(简称HAP)作为一种由无机物组成的纳米材料吸附剂,其具有较高的生物相容性和吸附性能,并且已广泛应用于重金属离子的去除。但作为吸附处理重金属离子的纳米羟基磷灰石吸附剂,其性能和效果还有进一步改进和提升的空间。
本论文的主要工作是合成磁性纳米羟基磷灰石并探索将其作为吸附剂去除水溶液中重金属离子的可能性。吸附剂的性能通过扫描电镜(SEM),X射线能量色散分析(EDAX),BET表面积测定,X射线衍射(XRD),Zeta电位测定和磁性分析进行了表征。实验中考察了接触时间,初始金属离子浓度,吸附剂用量,pH
值和竞争吸附等因素的影响。同时考察了吸附剂在四中不同洗提液中的脱附情况。
动力学数据符合准二级动力学模型,等温线数据符合Langmuir等温线模型。结果表明,磁性纳米羟基磷灰石对Cd2+和Zn2+的最大吸附容量分别为: mmoL g-l 51 mmoL g~。 L~,,吸附量随着pH的增加而增加。在二元体系中,Cd2+和Zn2+的总吸附容量基本不变, 但磁性纳米羟基磷灰石对Cd”的吸附力比对Zn2+的吸附力大。用于金属离子脱附的最有效的洗提液为EDTA,其对Cd2+和Zn2+的脱附率分别为:%和 67%。本实验中合成的顺磁性,高比表面积的磁性纳米羟基磷灰石( m290) 最大优势在于其很容易从水溶液中分离出来。
关键词:金属离子;磁性吸附剂;吸附;磁性分离
Ⅱ
Abstract
With the rapid development of economy,large discharge of wastewater, accumulation of the heavy metals in soil and water,heavy metal pollution is ing more and more to the heavy metals can take a serious threat amsm and human health through the food chain and umulation,how to efficiently deal with heavy metal pollution has e an attractive topic.
Heavv metal es mainly from the mining industry,metallurgy, machining,surface treatment and heavy industry and SO are many ways to
romove heavy metal in conventional technologies for the removal of
heavv metal ions from aqueous solution include chemical precipitation, ,ferrite and ion exchange resins all the methods above not onlv have the drawback of large investment,high cost plicated operating management even leading to cause secondary,pollution problems,but also can not ef!fectively achieve the reuse of heavy metals and ,adsorption is widely used