改性多壁碳納米管對水中Sb(Ⅲ)的去除效能及機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加速和城市化水平的提高，很多城市的飲用水源中有毒有機(jī)污染物和痕量重金屬含量明顯增加，水質(zhì)安全的狀況日益嚴(yán)重。銻(Sb)是自然界存在的一種有毒元素，作為重要的戰(zhàn)略資源，銻被廣泛應(yīng)用于剎車片、阻燃劑、醫(yī)藥等行業(yè)。近十幾年來，人類對銻的需求和消耗倍增，促進(jìn)了銻礦資源的大規(guī)模開發(fā)，這一定程度上增加了環(huán)境水體中銻的含量。加之目前我國仍未對工業(yè)廢水中銻的排放標(biāo)準(zhǔn)作出相應(yīng)的規(guī)定，水體中的銻污染問題日益嚴(yán)重。以往研究表明，銻是一種較

2、難去除的重金屬，而現(xiàn)有除銻技術(shù)的研究仍尚顯不足，為此，本文以尋求先進(jìn)高效的除銻方法作為研究目標(biāo)。本論文以新型納米材料碳納米管(CNTs)為載體，采用金屬氧化物負(fù)載改性的方法制備新型復(fù)合材料Fe2O3/CNI、及MnO2/CNT，并探討了它們對水中Sb(Ⅲ)的吸附性能及機(jī)理。
　　 本文第一部分采用負(fù)載改性法中的液相化學(xué)沉積法成功制備了Fe2O3/CNT復(fù)合材料。并利用X射線衍射儀(XRD)、激光粒度儀、掃描電鏡(SEM)、透射電

3、鏡(TEM)、BET和傅里葉紅外光譜儀(FTIR)對改性前后CNTs的物化性能進(jìn)行了表征。通過對水中Sb(Ⅲ)的靜態(tài)吸附試驗(yàn)考察了改性碳納米管的吸附容量，同時還考察了pH值、銻的初始濃度、吸附劑投加量、吸附時間和溫度對吸附效果的影響。結(jié)果表明，在Sb(Ⅲ)初始濃度為1.5 mg/L、吸附劑投加量為0.5 g/L、溫度為298 K、pH值為7.00的條件下，F(xiàn)e2O3改性后的碳納米管對銻的去除率可達(dá)到99.97％，比未改性碳納米管的去除率

4、提高了29.81％，吸附容量也從原始CNTs的3.01 mg/g增大到6.23 mg/g。最后發(fā)現(xiàn)該吸附過程較好地符合Freundlich吸附等溫線，吸附效果幾乎不受pH值的影響。
　　 本文第二部分探討了MnO2改性碳納米管對銻的去除情況。采用液相氧化還原法成功制備了MnO2/CNT復(fù)合材料，并利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、BET和激光粒度儀對改性前后CNTs的物化性能進(jìn)行了表征。通過對水

5、中Sb(Ⅲ)的靜態(tài)吸附試驗(yàn)考察了改性碳納米管的吸附容量，同時還考察了pH值、銻的初始濃度、吸附劑投加量、吸附時間和溫度對吸附效果的影響。結(jié)果表明，在Sb(Ⅲ)初始濃度為1.5 mg/L、吸附劑投加量為0.5 g/L、溫度為298 K、pH值為2.00的條件下，二氧化錳改性后的碳納米管對銻的去除率可達(dá)到97.72％，比未改性碳納米管的去除率提高了51.29％，吸附容量也從原始CNTs的3.01 mg/g增大至6.00 mg/g，吸附過程較