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碳?xì)饽z電吸附水中F"的研究，碩士學(xué)位論文，共73頁。
摘要：
目前,水體污染情況變得日益嚴(yán)重,地表水體和地下水中氟離子的污染頻發(fā),因此也越來越受到人們的關(guān)注。電吸附技術(shù)是一種目前深受關(guān)注的污染離子去除方法,其優(yōu)點(diǎn)為去除效率高、吸附容量高、無二次污染,再生方便等。本研究利用自制的碳?xì)饽z作為電極模擬電吸附去除水中氟離子去除研究,并對(duì)制備出的碳?xì)饽z釆用溶膠一凝膠法進(jìn)行負(fù)載金屬鑭活化,活化后的碳?xì)饽z吸附性能得到了很大的提升,通過單因子實(shí)驗(yàn)活化了該電吸附技術(shù)的操作參數(shù)和適用的溶液條件,研究了反接電極法的再生效果,并初步探討了該電吸附過程的機(jī)制。結(jié)果如下:
本研究以間苯二酚和甲醛為原料,碳酸鈉為催化劑,采用溶膠一M膠法在常壓條件下制備碳?xì)饽z。碳?xì)饽z平板由納米顆粒組成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),比表面積為670.90m2/g,主要由碳和氧元素組成,為非晶型碳。循環(huán)伏安法、恒流充放電法和交流阻抗法圖譜結(jié)果顯示碳?xì)饽z具有良好的充放電可逆性和迅速形成表面雙電層的特點(diǎn)。靜態(tài)電吸附除氟效果最佳的條件為:水樣氟離子濃度6mg/L,PH7.0,極板間距4cm,電壓1.6V;共存物質(zhì)硝酸根、腐殖酸、碳酸根和碳酸氫根等對(duì)氟離子的電吸附具有一定的促進(jìn)作用,電極表面未出現(xiàn)電極蝕腐現(xiàn)象,吸附量可以達(dá)到0.40mg/g左右。吸附氟離子后的碳?xì)饽z的比表面、孔體積、電容值有所減小。對(duì)于吸附氟離子后的碳?xì)饽z電極,釆用反接電極法取得較好再生效果的條件為:流動(dòng)狀態(tài)、電壓1.6V、極板間距4cm,脫附效率可達(dá)89%。再生后的碳?xì)饽z電極與原始碳?xì)饽z相比,電極比表面積、孔體積和平均孔徑幾乎未發(fā)生變化,依然具有良好的充放電可逆性,具有易于再生的優(yōu)點(diǎn)。
以間苯二酚、甲醛和硝酸鑭為原料,碳酸鈉為催化劑,采用溶膠一凝膠法在常壓條件下進(jìn)行碳?xì)饽z負(fù)載金屬鑭活化制備,活化后的碳?xì)饽z電吸附能力有了明顯提升,可達(dá)到3.50mg/g,靜態(tài)電吸附除氟效果最佳的條件為:水樣氟離子濃度6mg/L,pH7.0,極板間距5cm,電壓1.2V;共存物質(zhì)硝酸根、碳酸根和碳酸氫根等對(duì)氟離子的碳?xì)饽z吸附過程起到一定的促進(jìn)作用,電極表面同樣沒有出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。對(duì)于吸附氟離子后的活化的碳?xì)饽z電極,采用反接電極法取得較好再生效果的條件為:流動(dòng)狀態(tài)、電壓1.2V、極板間距5cm,脫附率可達(dá)到93%。再生后的碳?xì)饽z電極與原始碳?xì)饽z相比,依然具有良好的充放電可逆性,同時(shí)仍具有易于再生的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵字:碳?xì)饽z,電吸附,鑭,氟離子,再生
1研究背景
1.1課題來源及背景
水是人類日常生活和經(jīng)濟(jì)生活必不可少的自然資源之一,我國又是世界上水資源貧乏的國家之一。更嚴(yán)峻的是我國不僅要面對(duì)水資源匱乏這個(gè)殘酷的事實(shí),更要面對(duì)地表水體和地下水正在承受著巨大的污染壓力的考驗(yàn)。最近幾年,水體污染事件不斷發(fā)生,對(duì)自然環(huán)境和人文環(huán)境造成巨大污染損害的同時(shí)也頻頻受到媒體和群眾的廣泛關(guān)注,如何采取有效的措施對(duì)污染的水體進(jìn)行治理已成為環(huán)境保護(hù)的第一任務(wù),同時(shí)如何有效去除水體中的碳酸氫根、氯化物、硫酸鹽、亞確酸鹽、氟化物等有害無機(jī)離子污染成為熱點(diǎn)研究目標(biāo)。
氟元素是人類日常生活中必須的微量營養(yǎng)元素之一,成人每日氟化物的攝入量一般控制在1.0~1.5ing,飲用水氟質(zhì)量的適宜濃度為0.5?LOmg/L。根據(jù)衛(wèi)生部的調(diào)查結(jié)果顯示:全國大約有超過7700萬人飲用含氟量超過1.0 mg/L的水,其中飲用水含氟量超過5.0mg/L的受害人群約500萬人。不僅地表水氟元素威脅嚴(yán)重,同時(shí)高氟地下水在我國分布也十分廣泛,遍及27個(gè)省、市和自治區(qū)。地下水中的高氟所導(dǎo)致的氟斑牙、氟骨病、地方型氟中毒等疾病更是時(shí)刻威脅著人類的健康安全。此外,気元素的毒性還具有遺傳性。因此必須對(duì)含氟水進(jìn)行處理,研究經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的除氟方法的理論意義和實(shí)際意義都顯得格外重大。
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