论文部分内容阅读
本论文开展了载铁有序介孔碳(Fe/OMC)的软模板合成及其对水中典型有机污染物的吸附性能研究。采用软模板路线,以酚醛树脂为碳源,F127为模板剂,硝酸铁为铁源,一步合成了Fe/OMC复合材料。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)等手段对Fe/OMC复合材料的结构进行表征。以对氯酚4-CP和头孢氨苄CEX为目标污染物,开展了OMC和Fe/OMC的吸附过程研究。考察了不同pH、温度、投加量等因素对吸附过程的影响。采用吸附动力学模型、吸附热力学模型对吸附过程的机理进行探讨,红外光谱结果证实了铁物种的引入可以有效促进4-CP在OMC上的吸附。在此基础上对Fe/OMC的重复利用性进行了评价。主要内容和结论如下：1.采用软模板一步法合成的Fe/OMC复合材料具有高度有序的介孔结构,比表面积达644m2g-1。铁物种以α-Fe0的形式均匀分布在碳基体中,使得Fe/OMC表现出良好的磁分离性能。2.在4-CP初始浓度为120mg/L, Fe/OMC投加量为0.7g/L的条件下,Fe/OMC对4-CP的去除率为OMC的2倍,说明铁的加入对于4-CP的吸附起到了促进作用。等温吸附模型的拟合结果表明,Langmuir等温吸附模型能够较好的描述Fe/OMC对4-CP的吸附过程。吸附动力学研究表明,准二阶动力学模型能够较好的拟合Fe/OMC对4-CP的吸附过程。再生实验表明乙腈溶液再生效果优于NaOH溶液。3.在CEX初始浓度为20mg/L, Fe/OMC投加量为0.5g/L的条件下,Fe/OMC对头孢氨苄CEX的去除率为97.7%,而相同吸附条件下OMC几乎对CEX没有明显的吸附。Langmuir等温吸附模型与准二阶动力学模型能够较好的描述Fe/OMC对CEX的吸附过程。四次吸附-脱附实验循环后Fe/OMC的吸附容量仍可达到初始吸附容量的80%以上,结果表明Fe/OMC具有良好的再生利用潜能。