磁性腐殖酸对2，4二氯酚和苯酚的竞争吸附研究开题报告

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1. 研究目的与意义

酚类废水严重污染了环境和危害人体健康，现在很多技术用来处理酚类废水，比如吸附，絮凝，化学氧化，电化学氧化和催化氧化等。在这些技术中，吸附有着高效、操作简单和可以重复利用等优点。腐殖酸是一种天然高分子聚合物，来源于动植物的残骸和分解物。腐殖酸有很好的化学活性，含有大量的活性官能团比如羧基、酚基、羰基和氨基等。

磁性分离技术近些年来在水处理方面得到广泛的发展尤其在分离颗粒较小的吸附剂时其分离效率高的优点就显得格外突出了。对于颗粒为纳米级的微小颗粒，尽管它们吸附效率很高，但是吸附结束后的分离过程就变得很棘手，因为颗粒过小用简单的过滤和沉降方法难以将吸附剂从溶液中分离出来。所以可用磁性材料注入吸附剂内部，这样在外加磁场下即可轻易地将吸附剂分离出来。通常这种方法是通过合成一种磁性物质然后嵌入吸附剂内部。本课题合成磁性物质并将其引入到纳米级腐殖酸吸附剂中。

2. 国内外研究现状分析

在国内，有很多关于将活性炭、石墨烯、腐殖酸等作为吸附剂来处理废水的研究。1、活性炭作为吸附剂：对氧等离子体改性前后的竹活性炭表面理化性质的改变及其对水溶液中苯胺的吸附特性进行的研究结果表明,氧等离子体改性竹活性炭的表面化学性质的变化十分显著.改性竹活性炭的苯胺平 衡吸附量显著大于未改性炭。2、石墨烯作为吸附剂：石墨烯层的原子均为表面原子, 其表面积非常大, 是天然的吸附材料且易于制备、成本低廉。因此石墨烯吸附材料成为水处理研究中的热点。在重金属、染料、杀虫剂、抗生素、石油等污染物的治理方面石墨烯及其复合材料得到了广泛的应用。3、腐殖酸作为吸附剂：腐殖质起源于水生动植物、泥土或环境中的沉淀物，是有着各种各样特征的腐殖复合物的混合物。可溶性腐殖酸经过改性处理得到不溶性腐殖酸，不溶性腐殖酸对重金属离子具有强烈的吸附作用且吸附率稳定，可以广泛用于去除污水中的重金属离子；在相同初始浓度下，利用碱溶液沉淀法提取的腐殖酸中的胡敏酸对 Cu的吸附强度要大于对 Pb和对 Cd的吸附，吸附强度顺序为 CuPbCd，随着 pH 值的增加（pH=2~8），吸附量和吸附率都呈上升趋势，但pH对Cd、Cu的影响大，对Pb的影响小；腐殖酸钠和LAS、SDS和SAS这3种阴离子表面活性剂对黄土中柴油的解吸均有显著增溶作用 ,使柴油的解吸量明显增加；来源于草炭、褐煤和风化煤的腐殖酸对Cu的吸附在吸附量上没有明显差异 ,但吸附机制却并不完全相同，从草炭和褐煤中提取的腐殖酸对Cu的吸附主要通过离子交换作用，而从风化煤中提取的腐殖酸则主要是通过络合作用来吸附Cu。

在国外，以腐殖酸为吸附剂来处理废水的研究也有很多。在溶胶凝胶惰性基质中固定的腐殖酸能保持原有的特性，通过网状细孔易于接触外部的污染物，可以用来吸附多环芳烃；在pH=6.0，以腐殖酸固定锆交联黏土为吸附剂，吸附剂量在2g/L，铀离子初始浓度为25mg/L的条件下，铀离子的最大去除效率为99.2%，也就是说腐殖酸固定锆交联黏土可以用来从水溶液中去除和重获铀离子；利用金属络合模型比较腐殖酸和不溶性腐殖酸对重金属离子的吸附性质，研究结果表明腐殖酸和不溶性腐殖酸几乎不影响金属络合常量，但是，不溶性腐殖酸上可得到的金属粘合位置的数量有一定程度的减少；在单一组分系统中，恒定离子强度，在不同的温度和酸度的条件下，不溶性腐殖酸吸附Pb是熵驱动的，具有物理吸附的特点；金属负载的腐殖酸可以产生有害的氧化物如羟基自由基；利用磁铁矿纳米粒的电磁加热可以杀死癌细胞还能辅助SBA/ferrite纳米复合材料中挥发性有机化合物的解析，也可以从污水中去除有毒重金属如砷、铅和镍。

3. 研究的基本内容与计划

本课题合成磁性物质并将其引入到纳米级腐殖酸吸附剂中，采用分析仪器表征合成的吸附材料的物化性质，并研究其对2，4二氯酚和苯酚的竞争吸附行为，包括pH的影响，吸附动力学，吸附等温学等方面，最后研究吸附剂的回收再利用。

4. 研究创新点

因为纳米级腐殖酸颗粒过小，用简单的过滤和沉降方法难以将吸附剂从溶液中分离出来。所以可用磁性材料注入吸附剂内部，这样在外加磁场下即可轻易地将吸附剂分离出来。

在腐殖酸对重金属离子的吸附研究基础上进行其对酚类废水的竞争吸附行为的研究，包括pH的影响，吸附动力学，吸附等温学等方面，最后研究吸附剂的回收再利用。