1K101 Fe基非晶条带对印染污水处理性能的研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kellyfly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本课题首先研究生产牌号为1K101的Fe基非晶条带对亚甲基蓝染料溶液的吸附性能,以及溶液p H数值对平衡吸附量的影响和吸附反应前后非晶条带表面基团的变化等。接着重点研究1K101 Fe基非晶条带对亚甲基蓝染料溶液的降解性能,并依次分析H2O2浓度、p H数值、1K101用量、待处理溶液的浓度和反应温度等降解条件对非晶条带降解性能的影响,以及降解反应前后条带表面基团的变化。最后研究热处理前后1K101降解亚甲基蓝染料溶液性能的变化,1K101非晶条带的稳定性,以及降解反应所涉及到的机理。分别得到如下结论:(1)1K101 Fe基非晶条带对亚甲基蓝染料分子的吸附反应更符合Freundlich和伪二级模型,因此属于多层吸附,且反应中化学吸附(电子之间的静电作用)起主要的作用,也存在部分物理吸附和颗粒内部扩散。ΔG~0、ΔH~0和ΔS~0均为负值,表明1K101 Fe基非晶条带对亚甲基蓝分子的吸附是自动进行的,过程中会放出热量,而且溶液的熵值、无序度和自由度会降低,结构也会发生变化。另外,平衡吸附量会随着p H数值的增大而增大,在p H数值高时非晶条带表面带负电荷,可以与染料分子产生静电吸引力,从而提高吸附量。吸附反应后有少部分亚甲基蓝分子被吸附于非晶条带表面,但是反应平衡后仍有大量分子存在于溶液之中,说明Fe基非晶条带对亚甲基蓝染料分子的吸附作用有限,只是将少部分染料分子从水体中转移到合金表面,而没有将其完全分解。(2)1K101非晶条带对亚甲基蓝溶液的降解主要受表面化学反应控制,包括化学还原反应和部分吸附反应,H2O2的浓度、p H数值、条带剂量等条件均会影响降解性能。其他因素相同的情况下,单一降解条件分别达到H2O2的浓度为15 m M,p H数值为2,投入非晶条带的剂量为0.9 g,初始亚甲基蓝溶液浓度为20 mg·L-1,反应温度为338 K时,降解效果最好。正交试验中成本最低的实验在H2O2浓度为20 m M,p H数值为2,条带剂量为0.7 g,初始反应溶液的浓度为20 mg·L-1且温度为338 K的条件下进行。1K101 Fe基非晶条带可以用来有效吸附和降解亚甲基蓝溶液,但是吸附所需的时间长且沉淀量大,而且不能有效完全地处理亚甲基蓝溶液。而降解反应可以快速有效地处理亚甲基蓝溶液,耗时短而且沉淀少,因此降解处理的效果优于吸附处理。(3)在远低于结晶化温度Tx以下,对1K101进行短时间的低温热处理可以显著提高其降解性能(如503 K-15 min),然后随着热处理温度和时间的增加,非晶条带内应力会减少,降解性能会下降。而随着热处理温度增加到接近或者高于结晶化温度Tx的时候,1K101的降解性能又会增强,因为其表面形成的孔洞会增加比表面积,使得降解性能又有所上升。因此可以通过适当的热处理方式来提高非晶条带的污水处理性能。(4)1K101的降解性能优于商业铁粉,具有一定的热稳定性和循环稳定性。本文的降解反应中·OH自由基起控制作用,而且反应前后非晶合金表面元素价态的变化表明存在氧化还原反应。亚甲基蓝溶液的褪色与最大吸收峰的降低不能证明亚甲基蓝被完全降解,TOC与COD分析结果表明溶液中亚甲基蓝分子的转化分解速率低于脱色速率,转化分解需要一定的过程。IC和LC-MS分析结果表明降解反应中亚甲基蓝染料分子先是分解为一些小有机物,最后才转化为二氧化碳,水以及一些离子。
其他文献
航空航天和建筑的零部件经常应用于受到热循环和循环载荷等容易引起材料内部微观结构变化的环境中。材料微观结构的变化与材料的内应力密切相关,内应力的积累在达到一定阈值时将直接导致材料的失效,与此同时复合材料的微观应力应变难以直接检测,为了及时避免因内应力引起的材料失效现象发生,对材料的内应力进行检测是非常必要的。在本课题的研究中,选取Eu3+作为发光中心,通过静电纺丝法将不同掺杂量的Eu3+掺入Y3Al
学位
电沉积镍板直接轧制镍带是一种短流程加工工艺,与传统轧制工艺相比,省去了电沉积镍板熔铸成铸锭的加工环节。退火处理作为短流程轧制镍带工艺中的一道重要工序,决定着该材料最终的组织状态及使用性能。若仍采用传统退火制度,则生产周期长,能耗高,效率低。研究高速退火可有效降低能耗、提高生产效率,同时能够精确控制材料再结晶组织及织构演化,一旦应用于工业生产将会成为成形控性的有效手段。因此,本研究以大变形冷轧90%
学位
超级电容器作为一种绿色环保、使用寿命长、功率密度高的储能设备,在储能领域有着广泛的应用前景。作为超级电容器的重要组成部分,电极材料的选择对超级电容器的储能性能至关重要,具有诸多优异的物化性能的石墨烯材料备受瞩目。但由于石墨烯层间的π-π作用引起的自堆叠现象造成了电化学活性面积的下降以及电化学反应过程中离子传输受阻,使其电化学性能大幅下降。本硕士论文通过多种原位组装的方法在石墨烯层间插入三种不同的第
学位
二次充放锂硫电池,Li-S(lithium-sulfur battery)由于有着较高的理论能量密度(2600 Wh kg-1)使它在下一代储能装置中有着巨大的应用前景。然而,由于充放电过程中硫的导电性不好和体积膨胀大,而造成的循环寿命短以及库仑效率衰减的问题,仍然制约着锂硫电池的商业品化进程。尤其是由于在常见的有机电解质溶液中,硫还原反应中间产物长链型多硫化物具有易溶性,因此会在电池正负二极之间
学位
报纸
我国教育的基本使命是立德树人,落实大学生爱国主义教育,融合知识文化、道德思想、社会实践,为中国特色社会主义培养优秀人才,拥护中国共产党,遵守社会主义制度,终身努力奋斗,成为中国社会主义的标准接班人和下一代建设者。对于高校教育而言,“爱国主义”是“立德树人”的根基,是光荣的传统,也是推动我国全面进步与发展的重要精神支柱,在社会发展进程中,想要继续完成中国梦,需要基于立德树人导向,发起大学生爱国主义教
期刊
摩擦电纳米发电机(TENG)可有效收集生活中分散的、无规则的各种机械能并将其转化为电能,可驱动微电子器件正常工作。打开了废弃机械能有效利用的大门,已成为当前全球科学家关注和研究的热点。目前,TENG在便携式电源和自供电传感等方面已取得重要的研究成果,但存在输出性能较低、寿命短等问题。对于摩擦电材料而言,高分子类摩擦电材料存在介电常数低,且长时间的接触分离,摩擦层受损的问题,这是目前TENG走向实际
学位
TiAl合金因其比强度高、抗氧化、耐高温性能优异等特点被广泛应用于航空航天等行业中,其往往在高温、高应力、高转速、高速含氧气流持续冲击的环境中服役,此时必定伴随着高温高周疲劳的发生,同时疲劳损伤也是其最重大的安全隐患之一。传统铸造TiAl合金的可加工型较差,为解决这个问题,新型三相TNM-TiAl合金诞生,进一步提高了TiAl合金的强度,热加工性等,但仍存在许多问题。对于TiAl合金这种低温塑性差
学位
目前,医用市场上的吻合钉主要由钛合金和钽合金制成,因钛、钽合金具有良好的生物相容性和优异的力学性能。但这些惰性金属吻合钉术后会在体内永久存留,既对一些检测手段如CT、MRI结果造成影响,又会产生吻合口狭窄、慢性炎症等不良反应,如需手术取出,会对患者造成二次伤害,并带来额外的身体负担和经济压力。基于此,本研究选择具有良好生物相容性、一定力学性能和可降解性的镁合金作为吻合钉材料,重点研究镁合金体外腐蚀
学位
高强钢金属三明治板具有耐高温、高强度、轻量化、耐冲击等优点被大量使用在船舶运输等领域中。金属三明治板焊接制造技术是其结构质量的决定性因素。为解决激光焊金属三明治板接头焊根部存在未熔透等问题,焊剂片约束电弧焊(Flux Bands Constricting Arc Welding,简称FBCA)方法被提出,用来制造高强钢三明治板。焊剂片特有的热源约束作用和燃烧机理,导致接头成形和组织与传统焊接方法明
学位