碳羟基磷灰石多孔复合材料在水处理中的应用

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：易文娟日期：2007年1月29日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可

2、以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：易文娟指导教师签名：赵斌元日期：年月日日期：年月日上海交通大学硕士学位论文碳-羟基磷灰石多孔复合材料在水处理中的应用摘要全世界范围内快速地工业化发展导致大量含有各种有毒物质的污染水排出，污染物主要包括重金属离子、染料、苯酚以及表面活性剂类物质。污染水中大量重金属离子的存在对人体和生态环境都造成了极大的危害。工业化进程中使用的大量金属及化工

3、药品排入水域，导致污染水中重金属离子的含量越来越高，造成了严重的环境问题。人们从认识到重金属废水的危害至今已开发出多种治理重金属废水的技术，总的来说可以归结为物理吸附法和化学交换法，相应地越来越多具有特殊性能的水处理材料在不断地被开发出来。羟基磷灰石分子式为Ca10(PO4)6(OH)2，其结构广泛替代的特点以及其高效、价廉、不易产生二次污染的优点使其作为一种新型的离子交换型水处理材料受到越来越多的关注。但是粉体羟基磷灰石的直接工业应用存在着很大的困难；活性炭作为广泛应用的吸附型材料，其最大特点是具有发达的孔隙结构、2巨大的比表面积(500～3

4、000m/g)以及独特的表面官能团(如羧基、羰基、羟基和内酯等)，通过与吸附的金属离子形成离子键或共价键，产生吸附金属离子，如汞、铅、铁、银、镍、铬、锌、钴等的作用。但是其对重1摘要金属离子的吸附容易饱和，处理能力比较有限，因此需要频繁再生和更新活性炭，使用成本比较高。由于水处理环境的复杂性，通常利用单一的某种材料进行交换或者吸附难以达到满意的修复效果，需要耦合其它技术或者将不同功能的材料复合在一起才能达到良好的效果。因此本课题探索了多孔碳-羟基磷灰石复合材料在不同条件下对各种离子的处理效果及处理机理，简单研究了使用不同粘结剂复合成型的工艺以及

5、成型效果。从而确定了碳-羟基磷灰石复合材料与单一材料相比，在金属离子处理，特别是低原始浓度的金属离子的处理能力上具有巨大的优势。为进一步制备出具有广阔市场前景的水处理复合材料奠定了研究基础。关键词：活性炭，羟基磷灰石，复合，水处理，金属离子2上海交通大学硕士学位论文APPLICATIONOFPOROUSACTIVATEDCARBON—HYDROXYLAPATITECOMPOSITETOWATERTREATMENTABSTRACTRapidindustrializationthroughouttheworldhasgeneratedhugevol

6、umesofwastescontainingtoxicmaterials,suchasheavymetals,dyes,phenolsandsurfactants.Thepresenceofheavymetalsinwastewaterandsurfacewaterismajorconcernofthepublichealthandtheenvironment.Theincreaseduseofmetalsandchemicalsintheprocessindustrieshaveresultedinthegenerationoflargequ

7、antitiesofaqueouseffluentsthatcontainhighlevelsofmetals,creatingseriousenvironmentaldisposalproblems.Anumberofmethodsexistfortheremovalofheavymetalsfromliquidwasteswhentheyarepresentinhighconcentrations,generallydividedintophysicalabsorptionandchemicalexchange.Accordingtothe

8、semethods,moreandmorewatertreatmentmaterialswithespecialcapacitiesaredevelo