纳米铁氧化物的制备及其吸附去除双氯芬酸性能
文献类型：学位论文
| 作者 | 国小伟 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2013-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 田秉晖 |
| 关键词 | 纳米铁氧化物 双氯芬酸 吸附 解吸 nano-sized iron oxides diclofenac adsorption desorption |
| 其他题名 | Preparation of Iron Oxide Nanoparticles and Their Adsorption Characteristics of Diclofenac |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 纳米铁氧化物吸附材料因成本低，化学性能稳定，吸附性能良好，是研究的重点与热点之一。非甾体抗炎药双氯芬酸是一种典型的个人和护理用品（PPCPs），生物降解性差，传统的活性污泥法难以将其完全去除，带来的环境问题屡见报道。应用纳米铁氧化物吸附去除双氯芬酸具有一定的研究意义。据此，本文对4种具有实用价值的典型纳米铁氧化物——α-FeOOH、α-Fe2O3、γ-Fe2O3、Fe3O4进行了合成制备与微界面特性的表征，并研究了反应条件对产物形貌的影响；采用静态吸附实验，探讨了纳米铁氧化物对双氯芬酸的吸附去除效果与影响因素，进一步阐明了双氯芬酸在纳米α-FeOOH表面的吸附去除机制；在此基础上，开展了纳米α-FeOOH处理实际制药工业废水的应用试验，主要研究成果如下： 1. 采用碱性水解法、溶胶凝胶法、微波快速分解法和共沉淀法成功制备了α-FeOOH、α-Fe2O3、γ-Fe2O3、Fe3O4。表征实验说明产物的形貌符合各自的结构特征，粒径均为纳米级别，4种材料比表面积大小依次为：Fe3O4＞α-FeOOH＞γ-Fe2O3＞α-Fe2O3，在0.002mol/L的NaCl溶液中，随着pH值的增加，4种纳米铁氧化物的Zeta电位向负值方向移动。在α-FeOOH制备的化学反应过程中，反应温度、加碱速度会对产物的晶型、结构组成、颗粒形貌和大小产生影响，当反应温度为35℃，加碱速度为40mL/min时，α-FeOOH产物粒子的纯度与形貌最好。 2. 4种纳米铁氧化物均对双氯芬酸有一定的吸附去除能力，其吸附能力高于TiO2、伊利石、蒙脱石等天然金属氧化物；其中α-FeOOH对双氯芬酸的吸附去除效果最好，在pH=7，T=25℃时吸附去除率可达84.3%；双氯芬酸在4种纳米铁氧化物上的吸附动力学符合二级动力学方程，吸附分为明显的两阶段特征，吸附等温线与Langmuir模型及Freundlich模型拟合度均较好，饱和吸附量随pH的升高而降低。 3.双氯芬酸在α-FeOOH上的平衡吸附量吸附随温度的升高而降低，热力学参数ΔG＜0，ΔH＜0，ΔS＜0说明吸附受自发驱动力的影响，为自发放热过程，吸附过程中熵减小；α-FeOOH对双氯芬酸的吸附能力随pH的升高而降低，解吸百分比随pH的升高而升高；吸附过程受疏水分配作用、静电引力、氢键力、配位键的影响，在酸性条件下倾向于较稳定的配位吸附，不易解吸，在碱性条件下，以受范德华力影响的物理吸附为主。 |
| 公开日期 | 2014-08-06 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7616]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 国小伟. 纳米铁氧化物的制备及其吸附去除双氯芬酸性能[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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