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1、課題設計課題：納米材料型吸附劑對微量金屬吸附的研究專業(yè)：化學08-1作者：陳玉龍?zhí)飽|梅謝松王杰指導老師：Nurzai時間：2010年12月26日25目錄1，納米吸附材料簡介2，納米二氧化鈦對隔離子的吸附研究3，納米氧化鋅對廢水中銅、鎘離子吸附性能研究4，納米TiO2對痕量Pb(Ⅱ)的吸附研究25如今，隨著工業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)生產排出的廢水，特別是重金屬廢水對周圍環(huán)境的污染日益嚴重重金屬廢水主要含有鉻鎳銅鋅汞錳鎘釩及錫等有毒重金屬離子，它的來源很廣，如金屬礦山電解電鍍醫(yī)藥制革工業(yè)等等不加處理或處理未達標的重金屬廢水大量排放，將會對人類自身的健康和生態(tài)環(huán)境造成極大危害因此，
2、如何科學有效地處理重金屬廢水已經成為國內外科研工作者研究的熱點之一。目前對重金屬廢水的處理方法主要有：化學沉淀法，氧化還原法，吸附法，電解法，電滲析法，濃縮法，生物法等。目前，納米材料因其獨特的物理化學性質而被廣為重視，并逐步應用于各個領域，納米氧化鋅因具有優(yōu)異的電、磁、光、力學和化學等宏觀特性，在精細陶瓷、紫外線屏蔽、壓電材料、光電材料、高效催化材料、磁性材料等方面有廣泛的應用，頗受科研人員青睞，現成為納米無機粉體中研究的熱點。由于其顆粒尺寸的細微化，比表面積急劇增加，表面分子排布、電子結構和晶體結構都發(fā)生變化，具有表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應
3、等，從而使納米材料具有一系列優(yōu)異的物理、化學、表面和界面性質。由于其顆粒尺寸的微細化，使得納米粉體在保持原有化學性質的同時，還在磁性光學催化化學活性吸附等方面表現出奇異的性能，納米吸附材料相對于礦物吸附材料以及工農業(yè)廢棄物成本較高，但25納米材料的可再生性能又是其不可忽略的一個優(yōu)點。因此倍受人們的關注。在重金屬廢水的處理中，納米材料吸附法具有材料便宜易得，成本低，去除效果好而且不會產生二次污染的特點。在實際運用中需要考慮的問題是選擇最合適的吸附材料，所以開發(fā)廉價新型的吸附劑是研究的主要目標。選材因素可從材料的適用性材料的價格，材料的吸附效果，材料的可再生性等方面考慮此外
4、，吸附法處理重金屬離子的許多研究工作還處于實驗室階段，需要更深的研究，以便更好地為工業(yè)生產服務。本文介紹了對三種納米材料吸附劑的吸附研究。25納米二氧化鈦對隔離子的吸附研究摘 要:研究了納米二氧化鈦吸附溶液中鎘離子的有效方法和途徑。采用雙硫腙直接比色法測定鎘離子濃度,詳細研究了納米二氧化鈦吸附鎘離子過程中的影響因素。通過實驗,確定了吸附的最佳條件,進一步研究了吸附鎘離子后二氧化鈦的洗脫以及設想模擬實體水樣中痕量鎘離子的檢測。樣品體系在溫度50℃，pH=10,震蕩時間9min以上的條件下,納米二氧化鈦對鎘離子的吸附率可達99%。吸附在納米二氧化鈦上的鎘離子可以用0.1
5、mol/L的硝酸進行洗脫,洗脫率在95%以上。關 鍵 詞: 納米二氧化鈦;鎘離子;吸附 納米二氧化鈦是指粒徑尺寸在100nm以內的粒子,由于其粒子尺寸小、比表面積大,表面能表面張力隨粒徑的下降急劇增大而使其具有一系列新異的物理化學性質,如量子效應、體積效應表面效應等,在凈化水體和空氣等方面起著重要的作用[1]。此外,納米二氧化鈦表面原子周圍缺少相鄰的原子,具有不飽和度,易于其他原子結合而穩(wěn)定下來,對許多金屬離子具有很強的吸附能力,是痕量金屬離子分析的理想分離富集材料[2]。鎘是一種對人體毒性很大的金屬元素,是環(huán)境污染的主要元素之一,人體攝入過多會嚴重影響人的腎臟、肝和肺
6、等[4],鎘離子污染不同于有機物污染,后者可以在環(huán)境中被其他微生物降解,而鎘污染一旦形成,將很難治理。因此研究廢水中鎘離子的吸附問題具有重要的現實意義[5]。本實驗研究了納米二氧化鈦的吸附性能,確定了最佳吸附和洗脫條件,并將其用于模擬實體水樣中痕量鎘離子的檢測,對含鎘廢水的治理提供了有價值的信息。一實驗準備1.1主要原料試劑和儀器數控超聲波清洗器;PHS-3C精密顯示酸度計;72125分光光度計。納米二氧化鈦采用新的微乳液體系制備,硝酸、氨水、硝酸鎘、雙硫腙、鹽酸羥胺、聚乙二醇氧基苯基醚均為分析純。1.2納米二氧化鈦的制備及預處理取環(huán)己烷、水、聚乙二醇辛基苯基醚混合均勻
7、,以一定比例的某兩種混合烷基醇作助表面活性劑,配制微乳液。將一定量的鈦酸四正丁酯緩慢滴入微乳液中,充分攪拌4～5h后,加入丙酮—水的混合液,靜止片刻分離,取走上清液,再用丙酮反復洗滌沉淀物,抽濾得到無色的凝膠狀物質,然后在70℃下真空干燥12h,得到水合TiO2,為淺黃色粉末前驅體,再將得到的前驅體置于馬福爐中焙燒,得到晶型完整的銳鈦礦型納米TiO2粉末。納米二氧化鈦使用前用2mol/L硝酸浸泡20min,然后用二次蒸餾水洗滌至中性,抽濾后于100℃烘干備用。1.3水中鎘離子的測定本實驗采用雙硫腙直接比色法[6]測定水中鎘離子:在強堿性溶
