納米氧化鎂在水污染治理方面的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)化的發(fā)展，全球范圍內(nèi)環(huán)境污染日益嚴重，已經(jīng)危害到了人們的健康和生存的環(huán)境衛(wèi)生。治理染料、重金屬及致病微生物等污染的水體，已經(jīng)成為刻不容緩的事情。目前治理水體污染的方法很多，其中吸附法具有高效、簡便等優(yōu)點而備受青睞，而隨著納米科技的迅速發(fā)展，納米材料作為吸附劑已經(jīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的凈化能力。納米MgO作為納米無機材料，有著成本低、來源廣泛、無毒以及環(huán)境友好等特性，并對水中染料、重金屬離子和細菌有著優(yōu)異的去除能力。本文圍繞納米Mg

2、O對有機染料吸附、重金屬離子的吸附以及抗菌性能研究，以期為高效治理水體污染提供實驗和理論依據(jù)。具體如下：
　　(1)通過溶膠-凝膠技術(shù)制備納米MgO，并用SEM、XRD、FTIR、XPS和 BET等對其進行物相結(jié)構(gòu)、表面形貌、比表面積等分析。結(jié)果表明所制備的納米MgO呈顆粒狀，分散均勻，粒徑在20~30 nm范圍。以甲基橙（MO）和大腸桿菌(Escherichia coli, E.coli)模擬污染廢水，研究不同初始溶液濃度、不同

3、反應(yīng)時間、不同溶液組分等條件下納米MgO對染料和細菌的去除效果。結(jié)果表明單一甲基橙情況下，5mg/L（實驗中最大是10mg/L）的甲基橙對細菌沒有毒性；納米MgO在只含有E.coli時，60min內(nèi)約有6-log的細菌失活；納米MgO在E.coli-MO體系下，3h后對MO的去除率達到90％左右，且6-log細菌在60min內(nèi)失活；納米MgO在E.coli-MO體系下的抗菌效果略有減弱，當(dāng)溶液中MO濃度增加時。
　　(2)以Cd2

4、+和Pb2+-E.coli模擬污染廢水，研究了納米MgO在溶液中同時去除重金屬與細菌性能，探討了其去除機理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，100mg/L納米MgO在E.coli-Cd2+體系中能夠在30min內(nèi)使7-log的細菌幾乎完全失活并且在10min內(nèi)將50mg/L的Cd2+完全去除。更有意義的是，在Cd2+存在下，納米MgO的抗菌能力得到了增強。當(dāng)Cd2+濃度達到10mg/L時，納米MgO呈現(xiàn)出最強的抗菌能力，7-log數(shù)目的細菌在20min內(nèi)就被

5、完全殺死；但是進一步增加Cd2+濃度，納米MgO的抗菌能力反而變?nèi)酢?00mg/L納米MgO在E.coli-Pb2+及E.coli-Cd2+-Pb2+體系中時，細菌在2h內(nèi)都不能夠被完全殺死，并且發(fā)現(xiàn)納米MgO對重金屬的吸附順序為Pb2+>Cd2+。通過詳細的研究納米MgO在E.coli-Cd2+體系的吸附及殺菌，納米MgO在去除Cd2+和E.coli時會生成Cd(OH)2和CdCO3，并伴隨著細菌的礦化。隔離實驗發(fā)現(xiàn)納米MgO的抗菌性