锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能的研究

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1、学校代号10532学号S12031005分类号密级学术硕士学位论文锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能的研究学位申请人姓名童婧培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称杨朝晖教授学科专业环境工程研究方向水污染控制技术论文提交日期2015年5月20日学校代号：10532学号：S12031005密级：湖南大学学术硕士学位论文锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能的研究学位申请人姓名：童婧导师姓名及职称：杨朝晖教授培养单位：环境科学与工程学院专业名称：环境工程论文提交日期：2015年5月20日论文答辩日期：2015年6

2、月10日答辩委员会主席：刘云国教授Preparationofhydroxyl-iron-zirconiummodifiedactivatedcarbonfieberanditsphosphateremovalperformancebyTONGJingB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmentalEngineeringin

3、theGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYANGZhaohuiMay,2015潮南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。，均已在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾０作者签名日期：＾／巧／＾月公２扫学位论文版权使用授权书

4、、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口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。本人授权湖南大学可Ｗ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Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□年解密后适用本授权书。，在２、不保密＂”（请在上相应方框内打Ｖ）－＾：／＊〇作者签名：日期１卑〇钥公０１文口：＞２日导师签名：很日期年４月０气硕士学位论文摘要磷是一种动植物和人体必需的营养

5、元素，具有十分重要的生理功能。然而，随着工业生产和人类活动日益加剧，过量的磷进入水体将导致藻类等迅速繁殖，造成水体富营养化，对生态环境造成严重威胁。因此，磷污染越来越受到人们的关注。目前，主要的含磷废水处理方法有化学沉淀法、生物法以及吸附法。吸附法是一种在水处理中广泛应用的技术，它具有处理设备简单、运行可靠、不易产生二次污染等优点。选用价格成本低、制备方法简单、吸附容量大以及容易脱吸附再生的吸附剂一直是国内外专家研究的重点。铁氧化物及锆氧化物具有很强的磷吸附能力，且具备性能稳定、价格低廉、环境友好等优点。活性炭纤维(ACF)

6、具有巨大的比表面积，发达的孔隙结构和稳定的化学性质，是一种性能显著的环境友好材料，被广泛应用于水污染处理技术中。本研究拟采用共沉淀法，用锆、铁氧化物对活性炭纤维表面进行改性，制备出一种新型除磷吸附剂（ACF-ZrFe），以实现磷的高效去除。本文综合运用单因素实验与正交实验对ACF-ZrFe的制备条件进行优化，研究了吸附反应条件(吸附剂投加量、初始磷浓度、反应温度、溶液pH、干扰离子)对ACF-ZrFe的除磷性能的影响；考察了影响ACF-ZrFe的再生效率的因素；同时利用环境扫描电镜(ESEM)、傅里叶变换红外光谱分析(FT-

7、IR)以及X射线光电子能谱分析(XPS)对吸附剂表面性质进行了探究。主要结论如下：(1)用共沉淀法合成了锆、铁氧化物的活性炭纤维除磷吸附剂，实验表明ACF-ZrFe具有良好的磷吸附性能。(2)运用正交法优化了ACF-ZrFe的制备条件，该最佳制备条件为：锆铁摩尔比为7:3，浸渍液中锆铁总浓度为0.1mol/L，超声处理时间为10min。(3)ACF-ZrFe的静态吸附实验表明：在其他反应条件一定的情况下，ACF-ZrFe的投加量增加、磷初始浓度的增加以及温度的升高均能使其对磷的单位吸附量-2---增加。pH对ACF-ZrFe

8、的磷吸附反应具有重要影响。NO3、SO4、F和Cl等共存阴离子对ACF-ZrFe吸附磷酸盐有一定抑制作用，其作用的强弱顺序为：---2-F>NO3>Cl>SO4。(4)ACF-ZrFe的磷吸附反应等温曲线符合Langmuir模型，准二级反应动力学模型可较好描述ACF-ZrFe的磷吸附过程。