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介孔碳及其铁改性材料吸附水中酚类物质

介孔碳及其铁改性材料吸附水中酚类物质

作者：李佳蔓中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

工农业迅猛发展的同时,带来了生产过程中排放各类污染物对环境的污染问题。其中一些酚类有毒物质以其高毒性、难降解等性质被各国列为优先污染物,成为环境污染控制的重点处理对象之一。在常见的水处理技术中,简便有效的吸附法易于实现... 详细信息

工农业迅猛发展的同时,带来了生产过程中排放各类污染物对环境的污染问题。其中一些酚类有毒物质以其高毒性、难降解等性质被各国列为优先污染物,成为环境污染控制的重点处理对象之一。在常见的水处理技术中,简便有效的吸附法易于实现广泛应用,基于介孔碳材料应用为吸附剂和载体的优势和铁粒子的高活性,本研究制备介孔碳材料和铁改性介孔碳材料,将改性前后的材料应用于处理模拟废水中的双酚A(BPA)和对硝基苯酚(p-NP)。选用水热合成法,以间苯二酚和甲醛作为碳前驱体原料,F127为模板剂,试验三种酚与模板剂的比例合成碳材料,进行氮气吸脱附测试筛选出MC后结合一步法引入铁源Fe(NO).9HO制得铁酚比例分别为0.5、1、1.5的铁改性介孔碳,对改性前后材料进行性质表征分析。改性前后材料的孔径均一,主要分布于3-4nm之间,介孔碳及其以铁酚比例分别为0.5、1、1.5的铁改性介孔碳的计算所得比表面积分别为643.6、635.6、636.0、587.2m/g,铁的存在形式为零价状态。将改性前后的介孔碳材料作为吸附剂,通过考察吸附剂投加量、吸附质初始浓度、温度、时间因素和吸附等温线、热力学、动力学来研究它们对水中BPA和p-NP的吸附性能,并进行脱附-再吸附循环实验。实验结果表明:(1)介孔碳及其铁改性材料对BPA和p-NP的去除率与吸附剂投加量呈正相关,平衡吸附量与吸附剂投加量呈负相关,与初始浓度呈正相关,与温度呈负相关。实验条件下介孔碳对BPA和p-NP的吸附量分别为253.0和145.7 mg/g,铁改性后吸附能力高于介孔碳,本研究实验条件下,25℃下使用10mg的铁改性材料处理100mg/L BPA溶液时吸附量和去除率可达451.6 mg/g和78.7%、25℃下使用25mg铁改性材料处理20mg/L p-NP溶液时吸附量和去除率可达220.4mg/g和92.3%。(2)BPA和p-NP在各吸附剂上的吸附过程较好的拟合Freundlich等温模型,但p-NP在高温段也可以较好的拟合Langmuir模型,各吸附剂对BPA和p-NP的吸附属于优惠吸附。介孔碳及其铁改性材料对BPA和p-NP的吸附反应为放热过程,可自发进行,主要为物理吸附,铁改性介孔碳材料对BPA的吸附过程中还存在化学吸附。(3)改性前后材料吸附BPA达到平衡的时间为15-20min;吸附p-NP时,介孔碳的吸附平衡时间为100min,铁改性后为60min。BPA和p-NP在四种吸附剂上的吸附数据符合准二级动力学模型。(4)使用无水乙醇分别对吸附BPA和p-NP达到平衡的介孔碳及其铁改性材料进行脱附—再吸附过程循环3次,每再生一次,四种吸附剂对BPA的去除率均下降10%左右,对p-NP的去除率降幅均为20%左右。

关键词：吸附介孔碳铁改性双酚A 对硝基苯酚

磷酸铝及其铁改性分子筛的无氟微波水热合成及性能

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磷酸铝及其铁改性分子筛的无氟微波水热合成及性能

作者：李雪晴华南理工大学

学位级别：硕士

吸附式热泵技术作为一种低品位热能驱动的绿色技术,已成为各国学者普遍关注的研究热点。磷酸铝分子筛具有规整的孔道结构,独特的S型水蒸气吸附等温曲线以及较高的水热稳定性,是吸附式热泵中理想的吸附材料。本文开展了无氟体系下磷酸铝... 详细信息

吸附式热泵技术作为一种低品位热能驱动的绿色技术,已成为各国学者普遍关注的研究热点。磷酸铝分子筛具有规整的孔道结构,独特的S型水蒸气吸附等温曲线以及较高的水热稳定性,是吸附式热泵中理想的吸附材料。本文开展了无氟体系下磷酸铝分子筛(AlPO-5)的微波水热合成研究;主要探讨不同模板剂制备的磷酸铝分子筛(AlPO-5)以及铁改性磷酸铝分子筛(FeAlPO-5)的结构及其吸/脱附性能。首先,采用微波加热技术,在无氟体系下,探讨三丙胺(TPA)、三乙胺(TEA)和四乙基氢氧化铵(TEAOH)模板剂对AlPO-5分子筛合成的影响。XRD结果显示:以TPA为模板剂难以合成出AlPO-5分子筛,而以TEA和TEAOH为模板剂时,均成功合成出了AlPO-5A和AlPO-5H分子筛。适宜的晶化温度为180℃、晶化时间为45min,模板剂用量分别为0.7TEA/PO和0.8TEAOH/PO。结合X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外(FT-IR)、固体魔角核磁共振谱(MAS NMR)等表征手段,表明不同模板剂获得的AlPO-5分子筛均具有交替的AlO4和PO4四面体结构;但模板剂对其晶粒尺寸和孔道结构有影响。AlPO-5H分子筛的晶粒尺寸、比表面积、微孔孔径均比AlPO-5A分子筛大,而其介孔孔径比AlPO-5A分子筛小。静态吸附曲线表明,AlPO-5A分子筛的饱和吸附容量大于AlPO-5H分子筛。TG和DTG结果表明,AlPO-5A分子筛较AlPO-5H分子筛脱附更容易。其次,为了提高磷酸铝分子筛的吸附性能,引入铁原子对磷酸铝分子筛进行改性研究。在无氟条件下,采用微波水热合成法制备了不同Fe含量(Fe/PO摩尔比)的FeAlPO-5分子筛。通过XRD、UV-Vis-DR、SEM等表征手段,发现Fe物种大部分以同晶取代的方式进入到FeAlPO-5分子筛骨架中,且随着分子筛中Fe含量增大,孤立态的Fe物种含量下降,而低聚态和纳米态的Fe物种含量逐渐增加。静态吸附曲线表明,FeAlPO-5分子筛的吸附性能随着分子筛中铁含量的增多先增大后减小,0.05FeAlPO-5分子筛具有最大的饱和吸附量0.235g/g。最后,本文对AlPO-5A和FeAlPO-5分子筛进行了对比研究。结果表明,引入铁源到反应先驱体浆液中,分子筛晶化更完整,结晶性能增强;与未改性的磷酸铝分子筛相比,铁磷酸铝分子筛的脱附活化能有所提高,由81.59kJ·mol提升至95.69kJ·mol,而其饱和吸附容量由0.185g/g提高到0.235g/g,吸附性能得到明显改善。AlPO-5A和FeAlPO-5分子筛经过NHF和乙醇处理后,其稳定性得到改善。

关键词：热泵吸附剂磷酸铝分子筛铁改性吸附性能脱附性能

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铁改性氧化铝吸附除磷性能研究

环境科学与管理 2022年第4期47卷 101-106页

作者：王安琪逄超周岩枫李昂陈志强哈尔滨工业大学环境学院黑龙江哈尔滨150090 黑龙江生物科技职业学院黑龙江哈尔滨150001

文章中制备了一种铁改性活性氧化铝复合吸附剂,考察了投量、pH、共存阴离子对其吸附除磷的影响,并探究了其对实际二级出水中不同形态磷的去除效果。结果表明,该吸附剂的磷去除率随投量的增加而提高,在pH=2~7时除磷效果最佳,且在pH=4~10... 详细信息

文章中制备了一种铁改性活性氧化铝复合吸附剂,考察了投量、pH、共存阴离子对其吸附除磷的影响,并探究了其对实际二级出水中不同形态磷的去除效果。结果表明,该吸附剂的磷去除率随投量的增加而提高,在pH=2~7时除磷效果最佳,且在pH=4~10内金属稳定性优良,共存Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)不影响其对H_(2)PO_(4)^(-)的最优选择性。在应用于实际二级出水时,具有良好的稳定性,可以有效地去除污水中96.87%的溶解性正磷酸盐,总磷满足《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2019)》中景观回用水要求。

关键词：铁改性活性氧化铝除磷吸附剂吸附性能二级出水

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铁改性沸石及其吸附废水中磷的行为

铁改性沸石及其吸附废水中磷的行为

第十四届中国科协年会第11分会场：低成本、高性能复合材料发展论坛

作者：范怡然北京林业大学环境科学与工程学院

本文针对污水中的中高浓度磷难以去除的问题,采用了铁盐改性方法对天然沸石进行改性,优化了沸石改性条件,强化沸石对磷的吸附能力;通过静态吸附实验考察吸附时间、氨氮初始浓度等因素对沸石吸附磷的影响,分析其吸附动力学,为中高浓度磷... 详细信息

本文针对污水中的中高浓度磷难以去除的问题,采用了铁盐改性方法对天然沸石进行改性,优化了沸石改性条件,强化沸石对磷的吸附能力;通过静态吸附实验考察吸附时间、氨氮初始浓度等因素对沸石吸附磷的影响,分析其吸附动力学,为中高浓度磷污水的沸石吸附提供一定的理论基础。实验结果表明,沸石铁改性的最佳条件为:沸石粒径为60～80目,改性FeCl3溶液浓度为0.5mol/L,pH值为7。对最佳改性条件下的铁改性沸石进行性能表征,SEM测定表明改性沸石表面形貌与原沸石表面有较大不同,改性剂均匀附着在沸石表面。BET测定表明改性沸石的比表面积、孔容和平均孔径均有所增大。XRD分析表明改性沸石表面主要成分与原天然沸石存在较大差异,铁改性沸石表面主要是赤铁矿(Fe2O3)混合物。铁改性沸石对磷的吸附量为2.24mg/g。铁改性沸石吸附磷的行为研究表明:铁改性沸石吸附磷的最佳吸附时间为90min,最佳磷初始浓度为100mg/L。

关键词：天然沸石铁改性磷吸附

来源： cnki会议评论

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铁改性生物炭的制备及应用

农村科学实验 2021年第36期 196-198页

作者：闫波张宝强陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司陕西西安710075 陕西地建-西安交大土地工程与人居环境技术创新中心陕西西安710075 陕西省土地工程建设集团有限责任公司陕西西安710075 陕西省土地整治工程技术研究中心陕西西安710075

生物炭是一种性价比较高的污染修复材料,经过含铁化合物改性后,其吸附性能得到进一步的增强。本文从结构、组成和吸附性能三个方面概述了生物炭材料的研究进程;从含铁化合物在污染修复方面的应用角度介绍了铁改性生物炭材料的提出背景;... 详细信息

生物炭是一种性价比较高的污染修复材料,经过含铁化合物改性后,其吸附性能得到进一步的增强。本文从结构、组成和吸附性能三个方面概述了生物炭材料的研究进程;从含铁化合物在污染修复方面的应用角度介绍了铁改性生物炭材料的提出背景;详细介绍了铁改性生物炭的制备方法及工艺流程,并对铁改性生物炭在污染修复领域应用前景进行了展望。

关键词：生物炭铁改性热解孔隙重金属

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铁改性13X分子筛吸附水中氟离子的实验

河南工程学院学报（自然科学版） 2006年第3期19卷 17-20页

作者：张亚鹏王国庆关宏艳吴锋陈实江丽北京理工大学北京100081

用经Fe3+溶液改性的13X分子筛对水溶液中氟离子进行了吸附实验。实验结果表明:该分子筛的吸附效果与改性时离子交换度、分子筛用量成正比;通过正交实验,确定出影响吸附效果的主要因素。

关键词：铁改性分子筛吸附氟离子

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铁改性生物炭去除重金属研究进展

化学工程与装备 2021年第2期 199-200页

作者：赵策霍志保蔡俊上海海洋大学海洋生态与环境学院上海交通大学环境科学与工程学院

目前土壤和水环境中重金属污染仍然较为严重,寻找合适的去除剂成为了环境研究者们的重要任务。生物炭作为新型吸附剂由于对水环境以及土壤中重金属离子如Cu、Fe、Pb、Cr等具有良好的吸附效果因而得到了环境领域的广泛关注。然而仅用生... 详细信息

目前土壤和水环境中重金属污染仍然较为严重,寻找合适的去除剂成为了环境研究者们的重要任务。生物炭作为新型吸附剂由于对水环境以及土壤中重金属离子如Cu、Fe、Pb、Cr等具有良好的吸附效果因而得到了环境领域的广泛关注。然而仅用生物炭去除重金属仍然有着吸附效率不够高,吸附性能不够稳定等缺陷,本文通过整理各类铁改性生物炭的研究,总结归纳了铁改性生物炭的制备及其去除机理,并与目前常规生物炭做了对比,指出铁改性生物炭对重金属污染的去除可行性和广阔前景。

关键词：生物炭重金属离子铁改性吸附机理

三种铁改性生物炭在富营养化水体中的修复效果对比研究

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植物学研究 2022年第1期11卷 81-88页

作者：奚霄松金辰上海园林绿化建设有限公司上海南大(常熟)研究院有限公司江苏常熟

本文以三种农业常见废弃秸秆为材料,以上海市闵行区外环绿道富营养化水体为受试对象,研究在原位修复基础上,三种秸秆生物炭的氯化铁改性产物对水体氮磷的去除效率。研究发现,经氯化铁改性后,三种秸秆生物炭物理表征均出现明显改变,以水... 详细信息

本文以三种农业常见废弃秸秆为材料,以上海市闵行区外环绿道富营养化水体为受试对象,研究在原位修复基础上,三种秸秆生物炭的氯化铁改性产物对水体氮磷的去除效率。研究发现,经氯化铁改性后,三种秸秆生物炭物理表征均出现明显改变,以水稻秸秆生物炭为著,在表面官能团丰富度、比表面积、孔度、pH值等方面均有改变。原位修复试验结果表明,三种氯化铁改性秸秆生物炭均能够有效降低富营养化水体中的COD、铵态氮、总磷浓度,有效降低水体pH,显示出良好的富营养化水体修复效率,其中,以水稻秸秆生物炭改善效果最为显著。综上,经氯化铁改性后的秸秆生物炭,能够在小流域景观水系中发挥较好的修复能力,为改善城市景观水域富营养化状态提供了一种低成本、高能效的可选方案。

关键词：生物炭铁改性富营养化氮磷原位修复

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铁改性酵母粉对锑酸盐的吸附机理

环境化学 2023年第1期42卷 241-252页

作者：唐林茜张春华葛滢南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 南京农业大学生命科学实验中心南京210095

采用氯化铁(FeCl_(3))制备了铁改性酵母粉,测试其对溶液中锑酸盐(Sb(V))的吸附性能,考察了FeCl_(3)浓度、溶液pH以及酵母粉投加量对Sb(V)去除的影响,研究了Sb(V)在铁改性酵母粉表面的吸附动力学、吸附等温线特征,并用SEM-EDS、ATR-FTIR... 详细信息

采用氯化铁(FeCl_(3))制备了铁改性酵母粉,测试其对溶液中锑酸盐(Sb(V))的吸附性能,考察了FeCl_(3)浓度、溶液pH以及酵母粉投加量对Sb(V)去除的影响,研究了Sb(V)在铁改性酵母粉表面的吸附动力学、吸附等温线特征,并用SEM-EDS、ATR-FTIR、XRD、XPS等方法对改性酵母粉进行表征以探究其吸附机理.结果表明,改性酵母粉吸附Sb(V)的最佳条件为:FeCl_(3)浓度0.5 mol·L^(-1)、酵母粉投加量2 g·L^(-1)、pH 3.0.5 mol·L^(-1) FeCl_(3)改性酵母粉(0.5 Fe-Y)对溶液中Sb(V)的最大去除率为91.2%,吸附容量达68.15 mg·g^(−1).0.5 Fe-Y对Sb(V)的吸附符合伪二级动力学和Langmuir等温线模型,该吸附过程属于化学吸附,涉及络合反应和静电吸附.FeCl_(3)改性能显著增强酵母粉对Sb(V)的吸附能力,酵母粉表面羟基等官能团增多、电位增加、晶形结构更加无序以及表面羟基铁与Sb(V)形成内层络合物是其Sb(V)吸附能力增强的原因.

关键词：铁改性酵母 Sb(V) 吸附.

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