改性活性炭对水中铬离子(Ⅵ)的吸附研究开题报告

 2021-08-08 14:14:46

1. 研究目的与意义

铬虽是生物体所必需的微量元素之一,但作为重金属,过量则会对生物体产生毒害作用。铬在水中的存在形态分为游离态和络合态(即铬离子与无机配体或有机配体形成的络合态形式)。铬的毒性与其价态有关,通常认为六价铬Cr(VI)的毒性比三价铬Cr(Ш)高100倍,且更易为人体吸收并在体内蓄积,属三致物质。铬的污染来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制和印染等行业。

活性炭吸附法吸附工艺因操作简单、工艺成熟、适用范围广等优点而成为治理铬污染最常用的技术之一。而用改性活性炭进行吸附更能提高吸附效果,是更为高效和经济的方法。

2. 国内外研究现状分析

关于吸附工艺去除重金属污染的研究。由于所使用的工艺不同,操作条件和吸附率也不尽相同。近年来开发出许多价格低廉、资源丰富的吸附材料,有的是利用工农业废弃物作吸附剂。Hu等研究了磁赤铁矿纳米颗粒吸附六价铬,吸附容量可与活性炭相比。不受其他共存离子的影响,易于再生,可用于回收废水中的铬。也有利用微生物处理重金属离子废水。Laxman等研究发现,灰色链霉菌能在24-48h内把Cr(VI)还原成Cr(III)并能显著地吸收Cr(III)。还有是用改性材料作吸附剂。李国清等,用木屑经硫酸铁铵与硝酸浸泡24h处理得改性木屑。黄增蔚等在碱性条件下用环氧氯丙烷对壳聚糖进行交联改性,制备出不溶于水、酸、碱的交联壳聚糖(CCTS),结果表明改性后的吸附剂对铬吸附能力明显提高,去除废水中铬的能力更强。

3. 研究的基本内容与计划

1)对活性炭进行硝酸以及负载氧化铁,研究活性炭表面官能团结构、孔径结构以及对铬(Ⅵ)的吸附影响。

2)对两种改性活性炭进行吸附实验,研究吸附时间、温度、吸附剂用量等因素对吸附效果的影响。其中主要探讨不同浓度硝酸改性对铬吸附效果的影响以及载铁活性炭载铁量对吸附影响。

3)结果分析:分析不同改性条件对活性炭铬吸附量的影响。

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4. 研究创新点

本实验力图探索出更为经济高效的改性方法并探索最佳的吸附条件。例如,负载氧化铁改性活性炭,将同为吸附剂的氧化铁负载在活性炭上,即解决了氧化铁吸附固液难以分离的缺点,同时也提高了吸附效果。与传统活性炭相比,改性活性炭吸附效果更为显著。

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