納米材料型吸附劑對(duì)微量金屬吸附的研究

《納米材料型吸附劑對(duì)微量金屬吸附的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、課題設(shè)計(jì)課題：納米材料型吸附劑對(duì)微量金屬吸附的研究專業(yè)：化學(xué)08-1作者：陳玉龍?zhí)飽|梅謝松王杰指導(dǎo)老師：Nurzai時(shí)間：2010年12月26日25目錄1，納米吸附材料簡(jiǎn)介2，納米二氧化鈦對(duì)隔離子的吸附研究3，納米氧化鋅對(duì)廢水中銅、鎘離子吸附性能研究4，納米TiO2對(duì)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(chǎn)排出的廢水，特別是重金屬廢水對(duì)周圍環(huán)境的污染日益嚴(yán)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(dá)

2、標(biāo)的重金屬廢水大量排放，將會(huì)對(duì)人類自身的健康和生態(tài)環(huán)境造成極大危害因此，如何科學(xué)有效地處理重金屬廢水已經(jīng)成為國內(nèi)外科研工作者研究的熱點(diǎn)之一。目前對(duì)重金屬廢水的處理方法主要有：化學(xué)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(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)而被廣為重視，并逐步應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，納米氧化鋅因具有優(yōu)異的電、磁、光、力學(xué)和化學(xué)等宏觀特性，在精細(xì)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(yīng)用，頗受科研人員青睞，現(xiàn)成為納米無機(jī)粉體中研究的熱點(diǎn)

3、。由于其顆粒尺寸的細(xì)微化，比表面積急劇增加，表面分子排布、電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)都發(fā)生變化，具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，從而使納米材料具有一系列優(yōu)異的物理、化學(xué)、表面和界面性質(zhì)。由于其顆粒尺寸的微細(xì)化，使得納米粉體在保持原有化學(xué)性質(zhì)的同時(shí)，還在磁性光學(xué)催化化學(xué)活性吸附等方面表現(xiàn)出奇異的性能，納米吸附材料相對(duì)于礦物吸附材料以及工農(nóng)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(gè)優(yōu)點(diǎn)。因此倍受人們的關(guān)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

4、本低，去除效果好而且不會(huì)產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)。在實(shí)際運(yùn)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(jià)新型的吸附劑是研究的主要目標(biāo)。選材因素可從材料的適用性材料的價(jià)格，材料的吸附效果，材料的可再生性等方面考慮此外，吸附法處理重金屬離子的許多研究工作還處于實(shí)驗(yàn)室階段，需要更深的研究，以便更好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。本文介紹了對(duì)三種納米材料吸附劑的吸附研究。25納米二氧化鈦對(duì)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(cè)定鎘離子濃度,詳細(xì)研究了納米二

5、氧化鈦吸附鎘離子過程中的影響因素。通過實(shí)驗(yàn),確定了吸附的最佳條件,進(jìn)一步研究了吸附鎘離子后二氧化鈦的洗脫以及設(shè)想模擬實(shí)體水樣中痕量鎘離子的檢測(cè)。樣品體系在溫度50℃，pH=10,震蕩時(shí)間9min以上的條件下,納米二氧化鈦對(duì)鎘離子的吸附率可達(dá)99%。吸附在納米二氧化鈦上的鎘離子可以用0.1mol/L的硝酸進(jìn)行洗脫,洗脫率在95%以上。關(guān)　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(nèi)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

6、新異的物理化學(xué)性質(zhì),如量子效應(yīng)、體積效應(yīng)表面效應(yīng)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(jié)合而穩(wěn)定下來,對(duì)許多金屬離子具有很強(qiáng)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(duì)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(huì)嚴(yán)重影響人的腎臟、肝和肺等[4],鎘離子污染不同于有機(jī)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(xiàn)

7、實(shí)意義[5]。本實(shí)驗(yàn)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(shí)體水樣中痕量鎘離子的檢測(cè),對(duì)含鎘廢水的治理提供了有價(jià)值的信息。一實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.1主要原料試劑和儀器數(shù)控超聲波清洗器;PHS-3C精密顯示酸度計(jì);72125分光光度計(jì)。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(yù)處理取環(huán)己烷、水、聚乙二醇辛基苯基醚混合均勻,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

8、四正丁酯緩慢滴入微乳液中,充分?jǐn)嚢?～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(fù)洗滌沉淀物,抽濾得到無色的凝膠狀物質(zhì),然后在70℃下真空干燥12h,得到水合TiO2,為淺黃色粉末前驅(qū)體,再將得到的前驅(qū)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(cè)定本實(shí)驗(yàn)采用雙硫腙直接比色法[6]測(cè)定水中鎘離子:在強(qiáng)堿性溶