2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,重金屬污染日益嚴(yán)重,其中重金屬鎳造成的水體污染已引起人們的關(guān)注。研究表明,鎳可導(dǎo)致接觸性過敏性皮炎,長期接觸鎳污染的水源會引發(fā)呼吸道癌癥,鎳成為影響人類健康和社會環(huán)境的危險品,因此開展處理重金屬鎳的研究方法非常迫切。納米鐵與鎳離子作用,是實現(xiàn)鎳污染去除的重要途徑,納米零價鐵具有還原性高、反應(yīng)活性強(qiáng)的特點,但顆粒易團(tuán)聚、易氧化,導(dǎo)致反應(yīng)活性降低。生物質(zhì)碳比表面積大,對鎳離子具有一定的吸附性。納米零價鐵/生物質(zhì)碳結(jié)合了二

2、者的大比表面積、強(qiáng)吸附性、強(qiáng)還原性的優(yōu)點,能高效處理環(huán)境中的重金屬鎳,是目前最具有潛力的除鎳材料。
  本文采用生物質(zhì)碳材料負(fù)載納米零價鐵吸附去除水中的重金屬鎳,通過XRD、N2物理吸附、Raman、FT-IR等測試對材料進(jìn)行分析,并考察了納米零價鐵含量、鎳初始濃度、反應(yīng)溫度、pH值等對吸附去除鎳影響,研究了反應(yīng)動力學(xué)和吸附等溫實驗,揭示了反應(yīng)機(jī)制,為納米零價鐵/生物質(zhì)碳處理重金屬鎳廢水提供理論依據(jù)。主要研究工作如下:
  

3、(1)以葡萄糖為原料,采用水熱聚合和高溫碳熱還原法制備了系列介孔納米零價鐵/石墨化碳(xFe/g-C)復(fù)合材料。表征結(jié)果發(fā)現(xiàn),碳熱還原制備納米零價鐵所需的溫度應(yīng)高于800℃,材料具有介孔晶相結(jié)構(gòu),鐵物種以零價鐵的形式存在,促進(jìn)了零價鐵和鎳之間氧化還原反應(yīng)。對含鎳廢水處理結(jié)果顯示,反應(yīng)機(jī)制主要以氧化還原為主,而非吸附過程。材料對鎳的去除率隨著零價鐵含量和pH值的增大先增大后減小,隨著溫度的升高而降低。在溶液溫度30℃、pH為5時,18.4

4、Fe/g-C材料(鐵含量18.4wt%)材料處理含鎳廢水溶液(20mg/L),去除率達(dá)到86.8%。吸附動力學(xué)研究表明18.4Fe/g-C材料處理不同濃度Ni2+的過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)吸附過程。18.4Fe/g-C材料對鎳離子的吸附模型與Langmuir等溫吸附模型最為符合。
  (2)以面粉為碳源,硝酸鐵為鐵前驅(qū)體,采用直接碳化法、等體積浸漬法結(jié)合碳熱還原技術(shù)制備納米零價鐵/泡沫碳(xFe/C)復(fù)合材料。結(jié)果顯示,xFe/C材料

5、具有無定形和石墨化兩種結(jié)構(gòu),顯示介孔織構(gòu)特征;xFe/C材料中的鐵主要以零價鐵的形式存在。材料對Ni2+的去除率隨鐵含量、反應(yīng)溫度的增加而增大,隨著鎳初始濃度的升高而減小,去除機(jī)制包括吸附和氧化還原作用。在溶液溫度30℃、pH為5時,用65.5Fe/C與鎳廢水溶液(100mg/L)進(jìn)行反應(yīng),去除率可達(dá)到94.9%。65.5Fe/C處理不同濃度Ni2+的過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)過程,等溫吸附模型與Langmuir吸附模型更吻合,吸附表現(xiàn)為單分

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