【摘 要】
：
本文采用界面自组装方法合成了CuxS/PDA@Fe3O4与ZnxS/PDA@Fe3O4吸附剂,以磁性Fe3O4纳米颗粒为支撑,采用多巴胺盐酸盐（PDA）进行Fe3O4表面改性,采用液相化学沉积方法将CuxS、ZnxS分别负载于PDA@Fe3O4表面,实现吸附剂的稳定搭载并利用磁性Fe3O4磁选性能完成吸附剂的分离回收。通过控制Cu Cl2投加摩尔比、合成温度、溶液p H等条件,制备最佳CuxS/P
论文部分内容阅读
本文采用界面自组装方法合成了CuxS/PDA@Fe3O4与ZnxS/PDA@Fe3O4吸附剂,以磁性Fe3O4纳米颗粒为支撑,采用多巴胺盐酸盐（PDA）进行Fe3O4表面改性,采用液相化学沉积方法将CuxS、ZnxS分别负载于PDA@Fe3O4表面,实现吸附剂的稳定搭载并利用磁性Fe3O4磁选性能完成吸附剂的分离回收。通过控制Cu Cl2投加摩尔比、合成温度、溶液p H等条件,制备最佳CuxS/PDA@Fe3O4纳米吸附剂,探讨不同初始p H、不同吸附剂投加量、不同阴离子共存条件下吸附剂汞的吸附性能。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM+Mapping）、Zeta电位、拉曼光谱（Raman）、X-射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射仪分析（XRD）、磁滞曲线（VSM）等表征手段探讨CuxS/PDA@Fe3O4纳米吸附剂的结构特征及其对汞的吸附机理。然后,研究CuxS/PDA@Fe3O4吸附剂对低浓度汞污染废水的适配性、探究吸附剂对水体中存在的不同金属阳离子的选择吸附性能。最后,利用HCl作为洗脱液对汞吸附试验后的CuxS/PDA@Fe3O4吸附剂进行解吸再生,探讨吸附剂的循环稳定性能。研究结果如下:（1）所制备的CuxS/PDA@Fe3O4表面形貌清晰,结晶度较好,吸附效果更好。在吸附剂投加量为0.03 g/50 mL,反应p H=5,初始汞浓度为10 mg/L条件下,经过24 min的反应时间,ZnxS/PDA@Fe3O4对Hg2+的去除率为99.79%,而CuxS/PDA@Fe3O4对Hg2+的去除率接近100%,吸附效果优于ZnxS/PDA@Fe3O4。（2）最优吸附剂的制备条件为:CuCl2投加摩尔比为0.04 mol/L、合成温度为20℃、反应p H为3.0。此时吸附剂对初始浓度为10 mg/L的含汞溶液经过24 min吸附后的水体汞浓度降低为0.0012 mg/L,去除率为99.98%。（3）吸附剂对汞的最优吸附条件为:吸附剂投加量为0.03 g/50 mL,反应pH=6。不同阴离子共存对汞的吸附影响较小,在24 min后去除率接近100%。大批量浓度为20μg/L的低浓度含汞废水中的Hg2+可在短时间内去除并达到排放标准（2 ppb）。吸附剂对Hg2+、Ag+、Mo2+、Pb2+、Cr6+/Cr3+具有吸附效果,其中,对Hg2+的吸附效果最好,去除率接近100%。（4）吸附剂的吸附容量随汞浓度不断增高,在500 mg/L时其吸附容量为1394.61mg/g,仍未达到其饱和吸附容量,优于文献报道的相关无机材料类吸附剂。吸附数据符合Freundlich模型,其对Hg2+的吸附属于多层吸附。（5）TEM表征观察到吸附前后材料微观形貌演变,Mapping表征出吸附前后各元素组分含量的变化及汞含量,Raman光谱显示了Cu-S键的存在并且作用于汞的吸附,表明汞被CuxS/PDA@Fe3O4成功捕获。XPS分析S以S2-和S1-两种形态存在,并与Cu结合形成CuxS,表明合成的CuxS主要为Cu2S和Cu S两种物质。（6）吸附剂的循环稳定性:经过6次吸附-解吸循环,其吸附和解吸效率仍有44.76%和74.26%,洗脱剂HCl并未破坏PDA@Fe3O4表面的CuxS,仍能保持对汞的吸附特性,表明吸附剂制备优良且循环稳定性能较好。本研究所采用的绿色、经济、有效的CuxS/PDA@Fe3O4纳米吸附剂可为水体Hg2+治理与汞的富集提供新的借鉴。
其他文献
近年来,核能作为一种低碳高效的能源,迎来了高速发展。铀资源是核能开发利用的前提和保障。铀资源的开采和应用会产生大量含铀废水,造成铀资源的浪费和放射性污染等问题。高效处理含铀放射性废水成为环境放射化学研究的重点和热点。采用吸附法去除和回收放射性废水中的铀因为具有简便、快速、成本低廉等特点而日益受到关注。高效价廉的吸附材料是吸附法的关键。磷酸钛材料是一种具有优异的热、辐照和酸碱稳定性以及强离子交换能力
以某地区铀污染农田土壤为栽培基质,分别采用淹水灌溉、干湿交替灌溉、湿润灌溉和当地农民灌溉方式进行盆栽实验,研究不同水分管理模式下水稻根际土壤中铀的赋存形态变化及其主要影响因素,分析根际土壤中铀的污染状况;结合土壤p H值、有机质含量及水稻根表铁膜含量,探究水分管理对土壤-水稻体系中铀生物有效性的影响;通过不同水分管理模式下水稻各器官铀含量,探究铀在水稻中的迁移、累积和空间分布;以最佳水分管理模式为
中国是以煤炭为主要能源的能源大国。巷道作为煤炭运输枢纽,是煤炭开采的关键。然而,煤炭作为一次能源,赋存于特定地域以及不可再生的特性,使得煤炭开采呈现两大趋势:（1）开采深度增加;（2）开采强度增大。这增加了相邻工作面间以及近距离煤层间回采次数,即对同一巷道围岩受采动次数增加,使得采用常规支护技术支护的巷道群易受到多次采动的影响,从而导致巷道围岩发生变形破坏,严重影响煤炭开采效率,甚至威胁作业人员生
近年来,我国基础设施建设快速发展,围海造陆、滩涂改造等工程促进了软弱地基处理技术的快速发展。同时随着工程建设领域低碳、环保等理念的深入,传统松木桩作为一种古老的软基处理技术,具有天然、环保等优势,其在中小型水工构筑物软基处理方面仍具有良好的应用潜力和前景,引起了工程界的重视。传统松木桩技术处理软弱地基时存在工后沉降大、未能充分利用地基土本身强度等缺陷,导致传统松木桩处理软弱地基应用范围有限。课题组
木质素纤维-水泥改良土是由素土、木质素纤维、水泥和水经过充分混合搅拌制作而成。改良后,土体的微观结构发生了显著变化,其物理性质、强度特性及变形特性均有所增益。为探明各外掺材料的具体影响,通过无侧限抗压强度试验、侧限压缩试验、直剪试验,分别研究了木质素纤维掺量、水泥掺量、养护龄期对改良土物理力学性质的影响,并通过对试样进行微观扫描,分析了各外掺材料对改良土强度特性、变形特性的影响机理。本文的主要研究
中国聚变工程实验堆CFETR（Chinese Fusion Engineering Test Reactor）是我国连接国际热核聚变实验堆ITER（International Thermonuclear Experimental Reactor）与聚变示范堆DEMO（Fusion Demonstration Reactor）之间的技术桥梁,一直受到国内各大研究院所的高度重视。而作为实现聚变能应用关
深地质处置是高放废物最安全有效的处置方式,核心是“包容阻滞”,手段为“多重屏障”其主要目的是实现与人类生活圈长期有效的隔离。尽管处置库的安全性能很高,但是由于地下水的入侵,处置库中的高毒性、高放射性、长半衰期核素可能被释放出来,为了保证处置库的安全,需要对处置库性能进行安全评价。核素迁移是安全评价的重要内容,吸附分配系数是处置库安全评价的重要参数。虽然放射性核素在多重屏障体系的吸附行为已经被广泛研
铀裂变瞬发中子-γ融合测井（以下简称中子-γ融合测井）技术是采用中子、γ射线同步测量,以矿段的中子、γ测井解释结果计算矿段的铀镭平衡系数,并与矿段γ测井结果融合解释每个测点的铀含量的测井方法。本文以《铀裂变瞬发中子-γ融合测井及航空监测关键技术研究》核能开发项目提出的中子-γ融合测井技术为研究对象,简要分析了中子-γ融合测井的影响因素,选择了水作为主要因素进行影响分析及修正方法研究。以核工业放射性
在托卡马克中,湍流及其引起的反常输运是等离子体约束性能变坏的主要原因之一,因此研究湍流及其驱动的输运对改善等离子体约束性能具有重要意义。本文重点介绍了在J-TEXT装置上开展等离子体流和湍流实验研究结果,主要包括等离子体边缘测地声模带状流环向流、非局域热输运期间芯部等离子体流和湍流的时空结构以及非局域热输运期间边缘等离子体流和湍流的特征,得到了如下结果:（1）采用静电探针在J-TEXT装置顶部测量
我国经济已经从高增长转向高质量发展,创新则是引领经济转向高质量发展的重要推手。但我国创新事业发展至今仍旧和日本、美国等发达国家存在一定的差距,因此我国对于创新的重视程度也逐渐加深,大力推进创新活动的进行,同时不断加大在创新方面的投入和对科研人员培养。企业作为创新研发的主体,高管成员是企业重要的人力资本,决定着企业的战略走向,如何建设高管团队关系着企业的创新活动能否顺利、高效地进行。有些企业的高管团