锆化炭基复合材料的合成及其对磷酸盐的吸附性能研究
发布时间：2025-05-28 02:41
过量磷的排入会引起水体的富营养化,除磷成为近年来国内外研究的热点课题之一。其中,氧化锆化学性质稳定,对磷酸根离子具有高选择性吸附,已被证明具有良好的吸附除磷效果,同时炭基材料抗酸碱性能稳定,表面经化学修饰之后含有丰富的含氧官能基团,这些含氧官能基团可以作为氧化锆前驱体作用的活性位点,从而使得氧化锆在材料的表面实现高分散,进而有望提高磷的吸附除磷效果。本论文的研究主题是将氧化锆分散在表面含氧官能团分布不同的三种炭基材料上,合成新型的复合材料吸附剂,并将其应用于磷酸盐的吸附去除中。本论文采用正丙醇锆作为有机锆源、氧氯化锆作为无机锆源,分别使用后嫁接法和水热法合成了三种氧化锆表面功能化的炭基材料,并对这些吸附剂进行了XRD、TEM、FT-IR、XPS、XRF、Zeta电位以及氮气吸附脱附曲线等的表征,系统的研究了它们对磷酸盐的静态和动态吸附行为,并探讨了环境因素对磷酸盐吸附效果的影响(比如pH、离子强度、共存离子等),得到的主要结论如下：1.在有机相和惰性气体氛围中,成功采用后嫁接的方法合成了氧化锆-氧化石墨复合材料。FT-IR和XPS表征结果表明,氧化锆通过氧化石墨的表面的含氧官能团作用于材...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 水体富营养化及控磷的必要性
1.2 水体中磷的来源及其存在形态
1.3 除磷技术
1.3.1 生物法
1.3.2 物理化学法
1.3.2.1 化学沉淀法
1.3.2.2 结晶法
1.3.2.3 离子交换法
1.3.2.4 膜分离法
1.3.2.5 吸附法
1.4 吸附理论模型
1.4.1 吸附动力学模型
1.4.1.1 拟一级吸附动力学模型
1.4.1.2 拟二级吸附动力学模型
1.4.2 吸附等温模型
1.4.2.1 Langmuir吸附模型
1.4.2.2 Freundlich吸附模型
1.4.3 吸附动态模型
1.4.3.1 Thomas模型
1.4.3.2 Yoon-Nelson模型
1.4.3.3 Clark模型
1.4.3.4 Adam-Bohart模型
1.5 吸附法常用吸附剂以及吸附去除机理
1.5.1 常用吸附剂及研究进展
1.5.2 吸附除磷机制
1.6 炭基复合材料研究进展
1.6.1 石墨及其复合材料
1.6.1.1 石墨的结构与性质
1.6.1.2 氧化石墨复合材料的制备及其应用
1.6.2 活性炭纤维
1.6.2.1 活性炭纤维的结构与性质
1.6.2.2 活性炭纤维复合材料的制备及其应用
1.6.3 碳纳米管
1.6.3.1 碳纳米管的结构与性质
1.6.3.2 碳纳米管复合材料的制备及其应用
1.7 本论文选题意义及思路
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
参考文献
第二章 氧化锆-氧化石墨复合材料的合成及其对磷酸盐的吸附研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与试剂
2.2.2 吸附剂的制备
2.2.3 吸附剂的表征
2.2.4 吸附实验
2.2.4.1 吸附等温线
2.2.4.2 吸附动力学
2.2.4.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
2.2.4.4 动态吸附实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 表征结果
2.3.2 吸附实验结果
2.3.2.1 吸附等温线
2.3.2.2 吸附动力学
2.3.2.3 pH和离子强度的影响
2.3.2.4 柱吸附实验
2.3.2.5 柱吸附再生实验
2.4 本章小结
参考文献
第三章 锆化活性炭纤维的制备及其对磷酸盐的吸附研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与试剂
3.2.2 吸附剂的制备
3.2.3 吸附剂的表征
3.2.4 吸附实验
3.2.4.1 吸附等温线
3.2.4.2 吸附动力学
3.2.4.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
3.2.4.4 动态吸附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 表征结果
3.3.2 吸附结果与讨论
3.3.2.1 吸附等温线
3.3.2.2 吸附动力学
3.3.2.3 pH和离子强度的影响
3.3.2.4 柱吸附实验
3.4 本章小结
参考文献
第四章 锆化碳纳米管对磷的吸附研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 实验材料与试剂
4.2.2 吸附剂的制备与表征
4.2.2.1 吸附剂的制备
4.2.2.2 吸附剂的表征
4.2.3 吸附实验
4.2.3.1 吸附等温线
4.2.3.2 吸附动力学
4.2.3.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
4.2.3.4 共存离子对吸附效果的影响
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料表征
4.3.2 吸附等温线分析
4.3.2.1 氧化锆负载量对磷吸附性能的影响
4.3.2.2 吸附动力学分析
4.3.2.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
4.3.2.4 共存离子对吸附性能的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 研究展望
攻读博士学位期间的主要科研成果
致谢
本文编号：4047950
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 水体富营养化及控磷的必要性
1.2 水体中磷的来源及其存在形态
1.3 除磷技术
1.3.1 生物法
1.3.2 物理化学法
1.3.2.1 化学沉淀法
1.3.2.2 结晶法
1.3.2.3 离子交换法
1.3.2.4 膜分离法
1.3.2.5 吸附法
1.4 吸附理论模型
1.4.1 吸附动力学模型
1.4.1.1 拟一级吸附动力学模型
1.4.1.2 拟二级吸附动力学模型
1.4.2 吸附等温模型
1.4.2.1 Langmuir吸附模型
1.4.2.2 Freundlich吸附模型
1.4.3 吸附动态模型
1.4.3.1 Thomas模型
1.4.3.2 Yoon-Nelson模型
1.4.3.3 Clark模型
1.4.3.4 Adam-Bohart模型
1.5 吸附法常用吸附剂以及吸附去除机理
1.5.1 常用吸附剂及研究进展
1.5.2 吸附除磷机制
1.6 炭基复合材料研究进展
1.6.1 石墨及其复合材料
1.6.1.1 石墨的结构与性质
1.6.1.2 氧化石墨复合材料的制备及其应用
1.6.2 活性炭纤维
1.6.2.1 活性炭纤维的结构与性质
1.6.2.2 活性炭纤维复合材料的制备及其应用
1.6.3 碳纳米管
1.6.3.1 碳纳米管的结构与性质
1.6.3.2 碳纳米管复合材料的制备及其应用
1.7 本论文选题意义及思路
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
参考文献
第二章 氧化锆-氧化石墨复合材料的合成及其对磷酸盐的吸附研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与试剂
2.2.2 吸附剂的制备
2.2.3 吸附剂的表征
2.2.4 吸附实验
2.2.4.1 吸附等温线
2.2.4.2 吸附动力学
2.2.4.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
2.2.4.4 动态吸附实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 表征结果
2.3.2 吸附实验结果
2.3.2.1 吸附等温线
2.3.2.2 吸附动力学
2.3.2.3 pH和离子强度的影响
2.3.2.4 柱吸附实验
2.3.2.5 柱吸附再生实验
2.4 本章小结
参考文献
第三章 锆化活性炭纤维的制备及其对磷酸盐的吸附研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与试剂
3.2.2 吸附剂的制备
3.2.3 吸附剂的表征
3.2.4 吸附实验
3.2.4.1 吸附等温线
3.2.4.2 吸附动力学
3.2.4.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
3.2.4.4 动态吸附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 表征结果
3.3.2 吸附结果与讨论
3.3.2.1 吸附等温线
3.3.2.2 吸附动力学
3.3.2.3 pH和离子强度的影响
3.3.2.4 柱吸附实验
3.4 本章小结
参考文献
第四章 锆化碳纳米管对磷的吸附研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 实验材料与试剂
4.2.2 吸附剂的制备与表征
4.2.2.1 吸附剂的制备
4.2.2.2 吸附剂的表征
4.2.3 吸附实验
4.2.3.1 吸附等温线
4.2.3.2 吸附动力学
4.2.3.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
4.2.3.4 共存离子对吸附效果的影响
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料表征
4.3.2 吸附等温线分析
4.3.2.1 氧化锆负载量对磷吸附性能的影响
4.3.2.2 吸附动力学分析
4.3.2.3 离子强度和pH对吸附效果的影响
4.3.2.4 共存离子对吸附性能的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 研究展望
攻读博士学位期间的主要科研成果
致谢
本文编号：4047950
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/4047950.html
最近更新
教材专著
