Fe系@Biochar对废水中含氯苯酚的去除研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunwen_fly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
含氯苯酚类有机物是重要的有机化工原料、中间体,应用面广泛,由于其具有生物毒性、长期残留性、生物蓄积性等特点,已被许多地区列为环境优先监测污染物,如何对其进行有效处理成为人们关注的重点。纳米零价铁(nano Zero Valent Iron,NZVI)其优点在于拥有较大的比表面积和极强的反应活性,在水体污染处理方面成为了当代研究热点。然而,NZVI在应用过程中存在以下缺点,如粒径极小,自身存在磁性容易团聚、反应后会形成钝化层包裹在其自身表面,导致反应活性降低等。而生物炭(Biochar)凭借其孔隙结构发达、结合位点多且吸附能力强等优点,在水体污染处理领域得到了广泛地关注和应用。本研究以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)作为目标污染物,利用大豆秸秆制生物炭(Biochar)作为零价铁的载体,制备出Fe系生物炭材料(Fe@Biochar),提高零价铁对含氯苯酚类有机物的去除能力和反应稳定性。并使用硫代硫酸钠作为硫源对材料进行硫化改性,增强材料对目标污染物的处理性能。通过设计污染物去除性能对照实验优化了生物炭材料的制备工艺和反应条件,系统研究分析了Fe@Biochar去除含氯苯酚类有机物的性能,并对其去除机理进行简要的推测。取得的主要结论如下:(1)研究了Fe负载生物炭(Fe@Biochar)的制备工艺及处理工况对2,4-DCP去除性能的影响。通过超声浸渍将不同含量Fe3+与生物质材料(Biomass)进行负载,梯度慢速热解碳化后得到不同Fe载量的Fe@Biochar材料。对照实验结果表明,热解时间越长,材料对目标污染物的去除效率越高。当Fe3+含量为1 mmol/g时,反应时间为8 h,Fe@Biochar对目标污染物的去除率接近100%。材料投加量为1.0 g/L时,4 h内,2,4-DCP的去除率可达90%以上。当初始溶液pH=3.0时,投加量为0.5 g/L的实验条件下,4 h内Fe@Biochar对2,4-DCP的去除率达到87%。(2)研究分析了硫化改性Fe@Biochar材料(S/Fe@Biochar)对2,4-DCP的去除性能,并探究硫铁比、外加电子穿梭体(维生素B12)、材料老化时间和溶液中共存离子对去除性能的影响。利用硫代硫酸钠作为硫源对材料进行硫化改性,改性后的生物炭材料(S/Fe@Biochar)对2,4-DCP的去除性能得到了极大地提升,在0.5 g/L的投加量下,反应时间为2h时,S/Fe@Biochar对2,4-DCP的去除率便达到90%,而Fe@Biochar的去除率仅为64%。进一步检测反应24h后溶液中的氯离子浓度后发现,S/Fe@Biochar对2,4-DCP的脱氯效果是Fe@Biochar的近乎一倍,这得益于材料表面的硫铁化物提供了更为稳定的电子传递,抑制产氢,促进脱氯。对硫铁比的影响研究表明当硫铁比为0.2时的去除效率接近100%。随后探究了外部添加维生素B12对材料降解2,4-DCP的影响,通过添加了少量的维生素B12,比对去除速率的差异。结果表明,添加了维生素B12之后,去除2,4-DCP的速率有了进一步的提高,这是由于维生素B12可以在反应过程中释放大量自由电子,从而促进2,4-DCP的去除。对S/Fe@Biochar进行老化时间影响实验发现,该材料处于长时间的存放后,对去除污染物的性能有一定的影响,随着老化时间的增加,其去除能力随之下降。为了更贴近实际水体,通过添加Ca2+来检测对2,4-DCP去除的影响,结果表明,Ca2+的添加,对于2,4-DCP的去除存在抑制作用,是由于实验反应过程中,由于pH值的升高,导致产生了Ca(OH)2沉淀,覆盖在材料表面,导致接触面积下降,减少去除率。
其他文献
微电网的经济运行是微电网能否在电力系统中得以普遍推广的重要因素,然而,由于微电网组合了不同种类的微源,其优化模型呈现出非凸、多约束等特点,给微电网的经济优化带来了较大的困难。针对微电网的经济运行优化问题,本文将代理模型技术、粒子群算法与机器学习技术进行融合,将所提出的算法用于优化微电网运行成本,并对微电网中各个微源的出力结果进行分析研究。本文的主要研究工作如下:(1)分析微电网的不同工作模式,阐释
学位
在毫米波段以大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)天线阵列进行信号收发是未来5G/6G通信系统实现低功耗、高速率的关键技术,在不增加带宽和发射功率的前提下,能显著提高通信系统的容量,成为通往宽带绿色通信的有效途径。相对于传统MIMO系统,大规模MIMO天线阵列的天线数量成倍增加,如果每根天线都与独立的射频链相连,将会导致极高的硬件成本和计算复杂
随着汽车保有量的增加以及汽油机的广泛应用,汽车尾气对大气环境的污染日益加剧,如何控制汽车尾气的排放已成为亟待解决的重大难题。汽油机微粒捕集器是如今控制汽车尾气排放最有效的后处理技术之一,其关键技术是过滤体再生。而通过在过滤体多孔介质壁面涂覆贵金属催化剂,从而促进过滤体再生的汽油机催化型微粒捕集器是一种更为高效的后处理技术。汽油机催化型微粒捕集器平衡态下的催化效率和再生性能对其贵金属催化剂的消耗量,
随着多媒体信息技术和网络传输技术的发展,人们在日常生活中所产生和获取的视频数量急剧增加。人类视觉系统能够快速地选择并集中于视频数据的相关区域,这一选择机制通常被称为视觉注意力机制。模仿人类视觉注意力机制的任务一般称之为显著性检测。得益于深度学习技术的不断进步,图像的显著性检测任务得到了空前的发展并取得了令人惊喜的成果。与图像不同的是,视频数据作为目前最为主流普遍的视觉数据,包含了丰富的运动信息和帧
与乳油、粉剂等传统农药剂型相比,微囊悬浮剂以水为基质,制备过程中仅使用少量的有机溶剂溶解原药,它还具有保护有效成分,控制释放,延长农药持效期,降低高毒农药的接触毒性,对环境友好等特点。因此,在整个农业的可持续发展过程中,将农药微胶囊化具有非常重要的意义。本文采用原位聚合法,以脲醛树脂为囊壁材料、植物源杀虫剂印楝素为囊芯材料制备1.2%印楝素微囊悬浮剂。在制备过程中,采用单因素变量法对囊芯溶剂和乳化
在现有的储能器件中,超级电容器以功率密度高、充放电时间快、循环寿命长、绿色环保等优点受到人们的重点关注。目前超级电容器被广泛应用在电动汽车、国防科技、航空航天和穿戴型智能设备等领域。然而,超级电容器能量密度低的现实问题,一定程度上限制它的商业应用价值。因此,在保证其原有优点的前提下,如何有效提高能量密度一直是超级电容器领域的研究热点。由能量密度公式可知,电极材料的比容量和电容器电压窗口的大小对超级
铅酸蓄电池作为一种储能材料,广泛应用于汽车、摩托车、电动助力车、通信、电力以及国防军工等领域,我国每年报废的废旧铅酸蓄电池达1.1亿多只,含铅350多万吨,对废旧铅酸蓄电池的铅膏等进行回收利用是实现我国铅资源循环的主要途径。传统火法高温熔炼铅膏再生工艺能耗高、污染重,开发“低温熔炼或免冶炼”清洁生产工艺,实现减污降碳节能增效,是我国再生铅行业可持续发展的重要保障。论文在课题组前期开展钠法、铵法碳酸
获取收益是股东投资的基本目的。然而,在我国公司法实践中,中小股东的抽象盈余分配权益难以得到有效保障,当前法律所规定的替代性救济措施又存在针对性不强的弊端,使得有限公司中小股东面临盈余分配权益侵害而难以寻求有效救济的尴尬局面。为应对上述问题,我国《最高人民法院关于适用〈公司法〉解释(四)》第十五条正式引入了“股东抽象盈余分配制度”,为中小股东抽象盈余分配权益的保护提供了一条专门的救济途径。但将“股东
学位