论文部分内容阅读
论文的主要研究内容总结为:1.新生态MnO2的合成及表征以MnSO4和KMnO4为原料,采用还原法合成了新生态MnO2.通过XRD、TEM、IR、BET等技术的表征证实,所合成的MnO2为δ-MnO2,颗粒为准球形,平均粒径为250nm,属超细微粒的范围,比表面积达94.18 m2/g,颗粒表面的羟基数为2个/nm2.2.新生态MnO2对水中砷去除效果及其再生作用的研究以Na3AsO4和As2O3制得含As(Ⅴ)、As(Ⅲ)的模拟废水为例,采用Batch法系统地研究了新生态MnO2对废水中As的去除效果和影响因素.结果表明,新生态MnO2作为一种新型吸附剂,对As不但有很好的去除效果,而且与其它吸附剂相比具有操作简单,作用速度快,投加量少,吸附容量高的特点,大大缩短了吸附周期,降低了成本.(1)处理过程中接触时间,MnO2的投加量,砷溶液的初始浓度,体系的pH值,温度等对As的去除率均有不同程度的影响.但pH值是最主要的影响因素.(2)用新生态MnO2处理含As(Ⅴ)废水的适宜条件为:室温(20℃),pH值在6.5左右,接触时间为2h,MnO2的投加量为100mg.在该条件下去除率大于98％.(3)用新生态MnO2处理含As(Ⅲ)的废水适宜条件为:室温(20℃),pH值小于7,接触时间为2h,MnO2的投加量为100mg时,这时去除率大于80％.(4)阴离子对As(Ⅴ)和As(Ⅲ)均有竞争吸附作用,使去除率降低,阳离子如Fe2+、Fe3+、A13+等的加入可以提高As去除效果.(5)初步对处理As(Ⅴ)后的MnO2进行解吸和再生,实验表明,用1MNaOH解吸1h,As(Ⅴ)的回收率达80％以上,然后用1MHCl浸泡1h后可以恢复其吸附能力.3.新生态MnO2对含As废水的作用机理(1)新生态MnO2对As(Ⅴ)的去除过程不遵循简单级数的动力学方程;在20℃、pH=5.5时其吸附过程符合Langmuir等温方程,R2=0.9984;pH=6.5时符合Frundlich等温式,R2=0.9921;升高温度不利于As(Ⅴ)的去除.(2)在20℃、pH=6.5时,新生态MnO2对As(Ⅲ)的去除过程中As(Ⅲ)浓度的减少遵循二级动力学方程;实验数据符合Langmuir和Frundlich吸附等温式,拟合得到的R2数值均大于0.9337,最大吸附量在47~63.7mg/g之间;温度升高使As(Ⅲ)的去除率降低.4.负载二氧化锰树脂的制备及对As(Ⅴ)的除去效果对树脂进行简单的预处理后,将新生态MnO2负载于树脂上并对含砷废水进行处理.结果表明:在室温条件下,用饱和MnSO4将树脂浸泡4h后与KMnO4作用,所得负载树脂对As(Ⅴ)的去除效果较好;在相同的解吸条件下As(Ⅴ)的回收率达86％,明显高于新生态MnO2的解吸效果,再生后对As(Ⅴ)的去除效果与原负载树脂相当.该论文的研究不仅为吸附技术的应用提供了一种新型吸附剂,同时也为开拓治理含砷废水污染的新途径提供一定的理论和实验依据.