论文部分内容阅读
近年来我国重金属污染事件频发,重金属污染对群众身体健康和生态环境具有极大危害,同时产生大范围社会负面影响,因此严格监管重金属废水排放和快速处理重金属污染变的尤为紧迫。铬作为一种典型的重金属,在皮革、金属制品加工、电子设备制造等行业有广泛应用,因此大量含铬（六价铬和三价铬）废水在其生产过程中产生。由于三价铬（Cr（Ⅲ））具有积累性风险和潜在危害,且工业生产过程中大量使用有机络合剂和无机盐,导致废水的处理难度进一步增加,因此开展了去除废水中Cr（Ⅲ）的研究。本研究分别制备了乙二胺四乙酸改性磁性介孔微粒（FNMs-EDTA）、氨三乙酸改性磁性介孔微粒（FNMs-NTA）和三乙四胺六乙酸改性磁性介孔微粒（FNMs-TTHA）三种改性材料,以其为吸附剂,分别开展对水中Cr（Ⅲ）的吸附净化研究,研究内容包括Cr（Ⅲ）浓度、反应时间、pH、阳离子、有机络合剂以及阳离子/络合剂共存体系对吸附性能的影响,并结合TEM、VSM、XRD、BET、FTIR、TGA、XPS等表征结果分析材料特性和吸附机理。主要研究结论如下:（1）FNMs-EDTA吸附水体中的Cr（Ⅲ）FNMs-EDTA对Cr（Ⅲ）的吸附等温线符合Freundlich模型。FNMs-EDTA吸附Cr（Ⅲ）的动力学符合拟二级动力学。pH在2.0-5.0时,随pH的升高FNMs-EDTA对Cr（Ⅲ）的吸附量增大,当pH>6.0时,基本达到吸附平衡。Na+、Mg2+和Ca2+对FNMs-EDTA吸附Cr（Ⅲ）有一定的抑制作用;当有机络合剂与Cr（Ⅲ）以低摩尔比共存时,对吸附有微弱的促进作用,随着摩尔比增大,吸附被微弱的抑制;NaCl/EDTA-Na2的共存体系对吸附效果基本无影响。吸附机理为FNMs-EDTA表面的Na+离子交换作用和EDTA对Cr（Ⅲ）的表面络合作用;同时FNMs-EDTA具有良好的再生性能。（2）FNMs-NTA吸附水体中的Cr（Ⅲ）FNMs-NTA对Cr（Ⅲ）的吸附等温线符合Freundlich模型。FNMs-NTA吸附Cr（Ⅲ）的动力学符合拟二级动力学。p H在2.0-5.0时,随pH的升高FNMs-NTA对Cr（Ⅲ）的吸附量增大,当pH>6.0时,基本达到吸附平衡。Na+和Ca2+对FNMs-NTA吸附Cr（Ⅲ）有促进作用;EDTA-Na2与Cr（Ⅲ）以低摩尔比共存时,对吸附有微弱的促进作用,随着摩尔比增大,吸附被微弱的抑制,柠檬酸对吸附有抑制作用,随着柠檬酸浓度的增大,抑制作用越明显;NaCl/EDTA-Na2共存体系对吸附具有一定的促进作用。吸附机理主要是FNMs-NTA对Cr（Ⅲ）的离子交换作用和NTA官能团对Cr（Ⅲ）的表面络合作用;同时FNMs-NTA具有良好的再生性能。（3）FNMs-TTHA吸附水体中的Cr（Ⅲ）Freundlich和Langmuir拟合FNMs-TTHA对Cr（Ⅲ）吸附等温线的R2>0.99。FNMs-TTHA吸附Cr（Ⅲ）的动力学符合拟二级动力学。FNMs-TTHA对Cr（Ⅲ）的吸附量随pH的升高而增大。Na+、Ca2+和Mg2+对FNMs-TTHA吸附Cr（Ⅲ）有一定的抑制作用;当有机络合剂与Cr（Ⅲ）以低摩尔比共存时,对吸附有微弱的促进作用,随着摩尔比增大,吸附受到微弱的抑制;NaCl/EDTA-Na2共存体系对FNMs-TTHA吸附Cr（Ⅲ）有微弱的促进作用。吸附机理为FNMs-TTHA表面的TTHA官能团对Cr（Ⅲ）的表面络合作用。三种改性材料对水中Cr（Ⅲ）均表现出良好的吸附性能,吸附量排序为FNMs-TTHA>FNMs-EDTA>FNMs-NTA,吸附机理为材料表面氨基多羧酸官能团对Cr（Ⅲ）的表面络合作用。