介電泳研究系統(tǒng)的建立及利用介電泳技術(shù)去除水體中重金屬的研究.pdf

1、本文綜述了介電泳技術(shù)的發(fā)展歷程及其在各個(gè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用情況。詳細(xì)介紹了該技術(shù)在無(wú)機(jī)方面的研究進(jìn)展和優(yōu)勢(shì)。對(duì)目前的重金屬?gòu)U水的去除方法及相關(guān)研究進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。較為詳盡的闡釋了介電泳理論的定義、各物理參數(shù)在交變電場(chǎng)中對(duì)介電力的影響等。利用自行設(shè)計(jì)的介電泳顯微靜態(tài)研究的全套系統(tǒng)，研究各種無(wú)機(jī)顆粒和吸附了重金屬的無(wú)機(jī)顆粒的介電遷移規(guī)律；研制成適宜動(dòng)態(tài)研究無(wú)機(jī)顆粒和重金屬污染物的微流體裝置，研究了空心微球和吸附了重金屬的空心微球的介電遷移規(guī)律

2、；初步建立了介電泳去除水體中重金屬的設(shè)備，用于定量研究重金屬的去除率。 通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)得出如下結(jié)論： 1.顯微靜態(tài)研究吸附重金屬前后無(wú)機(jī)顆粒的介電遷移的影響因素及規(guī)律 在顯微靜態(tài)研究裝置中，通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定了研究方法及研究對(duì)象。選擇了五種無(wú)機(jī)顆粒(活性碳、空心微球、高嶺土、皂土、沸石)，并最終選擇了活性炭、空心微球和皂土三種顆粒作為重金屬吸附物，研究其吸附重金屬后的介電泳情況。 (1)介電泳現(xiàn)象：活性炭和皂

3、土顆粒吸附重金屬前后均發(fā)生了正介電泳現(xiàn)象，空心微球、高嶺土、沸石在吸附重金屬前發(fā)生了負(fù)介電泳，空心微球吸附重金屬后，發(fā)生了正介電泳。并且活性炭和空心微球在一定條件下均發(fā)生成鏈現(xiàn)象。 (2)介電泳時(shí)間：介電泳時(shí)間越長(zhǎng)，電極對(duì)間捕獲的無(wú)機(jī)顆粒越多。 (3)電壓：介電場(chǎng)中捕獲的無(wú)機(jī)顆粒的數(shù)量隨著電壓的升高而增多。 (4)電場(chǎng)強(qiáng)度：電壓越大，電場(chǎng)強(qiáng)度越大；相對(duì)電極尖端距離越寬，電場(chǎng)強(qiáng)度越?。幌鄬?duì)電極尖端距離越窄無(wú)機(jī)顆粒越

4、易成鏈。 (5)頻率：在不同的頻率范圍觀察到了正、負(fù)介電泳現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)空心微球在低頻時(shí)吸附于電極表面，高頻時(shí)吸附于相鄰電極間。高頻時(shí)無(wú)機(jī)顆粒更易成鏈。 (6)無(wú)機(jī)顆粒的形狀：空心微球?yàn)橐?guī)則的球體，便于作為模型進(jìn)行研究，其他幾種無(wú)機(jī)顆粒的形狀為不規(guī)則的形狀。 (7)電極構(gòu)型：半圓形電極、指凸形型電極、方形電極等均能用于無(wú)機(jī)顆粒的介電研究。 (8)粒徑：不同種類(lèi)的無(wú)機(jī)顆粒適宜研究和分離的粒徑范圍不同?；钚蕴繛?/p>

5、6-8um，空心微球?yàn)?-7um，皂土為小于10um。 (9)不同重金屬的介電遷移：無(wú)機(jī)顆粒吸附了不同的重金屬后，其遷移電壓隨粒徑的變化呈現(xiàn)出正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。 2.顯微動(dòng)態(tài)研究吸附重金屬前后空心微球的介電捕獲的影響因素及規(guī)律 (1)流速：流速對(duì)空心微球的遷移和吸附有影響。在確定的最佳流速下，所需遷移電壓最低。 (2)電壓：電壓越高，捕獲顆粒的數(shù)量越多、粒徑的范圍越廣. (3)頻率：空心微球在低頻時(shí)