MIL-88(Fe)去除水体中磷、砷及MIL-101(Cr)去除水体中氟的研究

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随着人类活动和工农业的迅速发展,生活、农业和工业废水日益增多,对人类的生活和生态环境造成了极严重的影响。我国大多数水域都存在水体富营养化的问题,磷是造成水体富营养化的主要原因;与此同时,由砷、氟引发的污染问题严重影响着人们的生活和健康。吸附法是污水处理的常用方法之一,具有工艺简单等特点。金属有机骨架(MOFs)材料是一种新功能材料,具有内部排列规则、孔道有特定尺寸和形状、金属配位不饱和等特点,在催化和吸附领域具有极广泛的应用。本文将MOFs材料用于水体中磷、砷及氟离子的吸附去除。本文采用MIL-88(Fe)去除水体中的磷,考察磷浓度、反应时间、溶液pH对该材料吸附除磷性能的影响。结果表明MIL-88(Fe)对磷有较好的吸附效果,吸附容量可达到43mg·g-1,可在6h达到吸附平衡,吸附过程受pH影响较大;同时动力学研究结果表明,Lagergren准二级动力学模型可用于描述该吸附过程;Langmuir等温线可用于描述MIL-88(Fe)对磷的吸附行为。本文还将MIL-88(Fe)用于水体中重金属离子砷的去除,同样考察砷浓度、反应时间、溶液pH对该材料吸附除砷性能的影响。结果表明MIL-88(Fe)对砷有较好的吸附效果,但吸附过程缓慢,在12h达到吸附平衡;当pH在5-7时,该材料对砷有较好的去除效果;Langmuir等温线能反应该材料对砷的吸附行为。采用MIL-101(Cr)为吸附剂,用于水体中的氟离子的吸附去除,考察氟浓度、反应时间、溶液pH对该材料吸附除氟性能的影响。结果表明该材料吸附除氟的吸附容量为17mg·g-1;该吸附过程可在2h达到吸附平衡;吸附过程受pH影响较大;Lagergren准二级动力学模型可用于描述该吸附过程;Langmuir等温线可用于描述MIL-101(Cr)对氟的吸附行为。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
目录第6-9页
第一章 绪论第9-26页
    1.1 引言第9-10页
    1.2 水体中磷污染的来源、危害及处理技术第10-14页
        1.2.1 水体中磷污染的来源第10-11页
        1.2.2 水体中磷污染的危害第11页
        1.2.3 水体中磷污染的处理方法第11-14页
    1.3 水体中氟污染的来源、危害及处理技术第14-16页
        1.3.1 水体中氟污染的来源第14页
        1.3.2 水体中氟污染的危害第14-15页
        1.3.3 水体中氟污染的处理方法第15-16页
    1.4 水体中砷污染的来源、危害及处理技术第16-21页
        1.4.1 水体中砷污染的来源第16-17页
        1.4.2 水体中砷污染的危害第17-18页
        1.4.3 水体中砷污染的处理方法第18-21页
    1.5 MOFs材料概述及运用第21-24页
        1.5.1 MOFs材料概述第21页
        1.5.2 MOFs材料分类第21-22页
        1.5.3 MOFs材料合成第22页
        1.5.4 MOFs材料应用第22-24页
    1.6 选题目的、意义及研究内容第24-26页
        1.6.1 选题目的及意义第24页
        1.6.2 研究内容及创新点第24-26页
第二章 MIL-88(Fe)吸附除磷性能研究第26-39页
    2.1 引言第26页
    2.2 实验仪器与试剂第26-27页
    2.3 制备与表征第27-29页
        2.3.1 MIL-88(Fe)的制备第27-28页
        2.3.2 MIL-88(Fe)的表征第28-29页
    2.4 磷的检测第29-31页
        2.4.1 检测原理及方法第29-30页
        2.4.2 标准曲线的测定第30-31页
    2.5 除磷实验第31-38页
        2.5.1 磷溶液初始浓度对吸附效果的影响第32-33页
        2.5.2 反应时间对吸附效果的影响及动力学研究第33-36页
        2.5.3 溶液pH对吸附效果的影响第36-37页
        2.5.4 吸附等温线研究第37-38页
    2.6 本章小结第38-39页
第三章 MIL-88(Fe)吸附除砷性能研究第39-49页
    3.1 引言第39页
    3.2 实验仪器与试剂第39-40页
    3.3 砷的检测第40-42页
        3.3.1 检测原理及方法第40-42页
        3.3.2 标准曲线的测定第42页
    3.4 除砷实验第42-48页
        3.4.1 砷溶液初始浓度对吸附效果的影响第43-44页
        3.4.2 反应时间对吸附效果的影响第44-47页
        3.4.3 溶液pH对吸附效果的影响第47页
        3.4.4 吸附等温线研究第47-48页
    3.5 本章小结第48-49页
第四章 MIL-101(Cr)吸附除氟性能研究第49-61页
    4.1 引言第49页
    4.2 实验仪器与试剂第49-50页
    4.3 制备与表征第50-52页
        4.3.1 MIL-101(Cr)的制备第50-51页
        4.3.2 MIL-101(Cr)的表征第51-52页
    4.4 氟的检测第52-54页
        4.4.1 检测原理及方法第52-53页
        4.4.2 标准曲线的测定第53-54页
    4.5 除氟实验第54-60页
        4.5.1 氟溶液初始浓度对吸附效果的影响第54-55页
        4.5.2 反应时间对吸附效果的影响第55-58页
        4.5.3 溶液pH对吸附效果的影响第58-59页
        4.5.4 吸附等温线研究第59-60页
    4.6 本章小结第60-61页
第五章 结论与展望第61-62页
参考文献第62-70页
攻读硕士学位期间完成的科研成果第70-71页
致谢第71页
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