2022年纳米材料型吸附剂对微量金属吸附研究报告.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课题设计课题： 纳M材料型吸附剂对微量金属吸附的争论 专业：化学08-1 作者：陈玉龙 田东梅 谢松 王杰指导老师： Nurzai 时间： 2022年12月26日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目录1,纳M吸附材料简介2,纳M二氧化钛对隔离子的吸附争论3,纳M氧化锌对废水中铜、镉离子吸附性能争论4,纳MTiO 2对痕量 Pb的吸附研究如今,随着工业的高速进展,工业生产排出的废水,特殊是重金属废水对四周环境的污染日

2、益严峻重金属废水主要含有名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用铬镍铜锌汞锰镉钒及锡等有毒重金属离子,它的来源很广,如 金属矿山电解电镀医药制革工业等等不加处理或处理未达标的 重金属废水大量排放,将会对人类自身的健康和生态环境造成 极大危害因此,如何科学有效地处理重金属废水已经成为国内 外科研工作者争论的热点之一；目前对重金属废水的处理方法 主要有：化学沉淀法,氧化仍原法,吸附法,电解法,电渗析 法,浓缩法,生物法等；目前,纳 M 材料因其特殊的物理化学性质而被广为重视,并逐步应用于各个领域,纳

3、M氧化锌因具有优异的电、磁、光、力学和化学等宏观特性,在精细陶瓷、紫外线屏蔽、压电材 料、光电材料、高效催化材料、磁性材料等方面有广泛的应用,颇受科研人员青睐,现成为纳M 无机粉体中争论的热点；由于其颗粒尺寸的微小化,比表面积急剧增加,表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化,具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,从而使纳 M 材料具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质；由于其颗粒尺寸的微细化,使得纳 M 粉体在保持原有化学性质的同时,仍在磁性光学催化化学活性吸附等方面表现特别特的性能,纳 M吸附材料相对于矿物吸附材料以及工农业废弃物成本较高,但纳 M材料的可再生性

4、能又是其不行忽视的一个优点；因此倍受人们的关注；在重金属废水的处理中,纳M 材料吸附法具有材料廉价易名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用得,成本低,去除成效好而且不会产生二次污染的特点；在实 际运用中需要考虑的问题是挑选最合适的吸附材料,所以开发 廉价新型的吸附剂是争论的主要目标；选材因素可从材料的适 用性材料的价格,材料的吸附成效,材料的可再生性等方面考 虑此外,吸附法处理重金属离子的很多争论工作仍处于试验室 阶段,需要更深的争论,以便更好地为工业生产服务；本文介绍了对三种纳M材料吸附剂的

5、吸附争论；纳M 二氧化钛对隔离子的吸附争论 摘 要:争论了纳 M二氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法和途径；采纳双硫腙直接名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用比色法测定镉离子浓度 ,具体争论了纳 M二氧化钛吸附镉离子过程中的影响因素；通过试验 ,确定了吸附的正确条件 ,进一步争论了吸附镉离子后二氧化钛的洗脱以及设想模拟实体水样中痕量镉离子的检测；样品体系在温度 50, pH=10,震荡时间 9 min以上的条件下 ,纳M二氧化钛对镉离子的吸附率可达 99 %；吸附在纳 M二氧 化钛上的镉离子可

6、以用 0.1 mol/L的硝酸进行洗脱 ,洗脱率在 95 %以上；关 键 词: 纳M二氧化钛； 镉离子； 吸附纳M二氧化钛是指粒径尺寸在100nm以内的粒子 ,由于其粒子尺寸小、比表面积大 ,表面能表面张力随粒径的下降急剧增大而使其具有一系列新异的物理化学性质,如量子效应、体积效应表面效应等,在净化水体和空气等方面起着重要的作用1 ；此外,纳M 二氧化钛表面原子四周缺少相邻的原子,具有不饱和度 ,易于其他原子结合而稳固下来 ,对很多金属离子具有很强的吸附才能 ,是痕量金属离子分析的抱负分别富集材料 2 ；镉是一种对人体毒性很大的金属元素,是环境污染的主要元素之一 ,人体摄入过多会严峻影响人的肾

7、脏、肝和肺等 4, 镉离子污染不同于有机物污染 ,后者可以在环境中被其他微生物降解 ,而镉污染一旦形成 ,将很难治理；因此争论废水中镉离子的吸附问题具有重要的现实意义5 ；本试验争论了纳 M二氧化钛的吸附性能 ,确定了正确吸附和洗脱条件 ,并将其用于模拟实体水样中痕量镉离子的检测 ,对含镉废水的治理供应了有价值的信息；一 试验预备1.1 主要原料试剂和仪器数控超声波清洗器；PHS- 3C精密显示酸度计； 721 分光光度计；纳 M二氧化钛采纳新的微乳液体系制备 ,硝酸、氨水、硝酸镉、双硫腙、盐酸羟胺、聚乙二醇氧基苯基醚均为分名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 28 页精选学

8、习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用析纯；1.2纳 M 二氧化钛的制备及预处理取环己烷、水、聚乙二醇辛基苯基醚混合匀称 ,以肯定比例的某两种混合烷基醇作助表面活性剂,配制微乳液；将肯定量的钛酸四正丁酯缓慢滴入微乳液中,充分搅拌 45h后,加入丙酮水的混合液 ,静止片刻分别 ,取走上清液 ,再用丙酮反复洗涤沉淀物,抽滤得到无色的凝胶状物质 水合 TiO2,为浅黄色粉末前驱体 焙烧 ,得到晶型完整的锐钛矿型纳 用前用 2mol/L ,然后在 70下真空干燥 12h ,得到 ,再将得到的前驱体置于马福炉中 MTiO2 粉末；纳 M 二氧化钛使硝酸浸泡 20min,然

9、后用二次蒸馏水洗涤至中性 ,抽滤后于 100烘干备用；1.3 水中镉离子的测定本试验采纳双硫腙直接比色法6 测定水中镉离子 :在强碱性溶液中 ,水中的镉离子与双硫腙生成红色协作物 ,加入卤化剂聚乙二醇氧基苯基醚增色增溶 ,进行测定吸光度；此方法的精密度 ,准确度均好 ,可直接用于测定水中的镉离子；分别取镉标准使用液2.5g/mL 0、1、2、3、4、5 mL ,0.6 mol/L 的NaOH 2mL,加入双硫腙使用液10 mL ,盐酸羟胺 0.5 mL ,聚乙二醇氧基苯基醚0.5mL,用水稀释至 25mL于比色管中 ,在538 nm处,测定吸光度 ,以试剂空白为参比；名师归纳总结 - - -

10、- - - -第 6 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用镉离子标准曲线数据表浓度 c/ug/mL 0.1 0.2 0.3 0.4 吸光度 A 0.057 0.095 0.112 0.159 在25 通过线形回来得到其方程为 :A=0.3330 C +0.025mL 具塞比色管中加入肯定量的镉离子,用稀盐酸和氨水调剂pH值,用二次蒸馏水定容至25 mL,加入经过预处理的纳 min ,静置 30 M二氧化钛 25mg,超声振荡 10 min后离心 ,取上层清液测其吸光度；沉积物用二次蒸馏水充分 洗涤后 ,加入肯定量稀硝酸 ,超声振荡 15

11、min ,静置 30min后离心 ,取上层清液测其吸光度；二 试验过程 2.1 pH 值对吸附的影响,得出镉离子浓度pH值对金属离子在金属氧化物上的吸附起着重要作用 7；试验考察了不同pH值下镉离子在纳 M二氧化钛上的吸附率 H10 ,结果如图；可见 ,当p名师归纳总结 时,镉离子在纳 M二氧化钛上的吸附率均99 %；本试验采纳 pH=第 7 页,共 28 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用10；2.2 振荡时间对吸附的影响 在pH=10 ,纳M二氧化钛用量和镉离子浓度固定的条件下 ,测定了不同振荡时间下的吸附率 ,结果如图

12、；从图中可以看出 ,当振荡吸附时间超过 9 min后吸附率可达 99 %以上；本试验采纳2.3 温度对吸附成效的影响9min振荡时间；在正确吸附时间条件下 9min,pH=10,纳 M二氧化钛用量和镉离子浓度固定的条件下 ,选取溶液于恒温箱中分别设置 20、30、 40、 50、 60,测定结果如图；从图中可以看出 ,正确吸附温度均为 50；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.4 饱和吸附容量的测定采纳以上相宜条件进行试验,求算出镉离子浓度 ,按下式运算得饱和吸附容量；通过运算可以得到纳

13、 M 二氧化钛对镉离子的 静态吸附容量为 11.0 m/g；Q = C0 C V/m 式中 : Q 纳M二氧化钛的静态吸附容量；C0: 吸附前镉离子的质量浓度 , g/mL；C:吸附后镉离子的质量浓度 , g/mL；V :体系的体积 ,mL；m :加入的纳 M 二氧化钛的质量 ,g；2.5 二氧化钛的洗脱 由2.1图可以看出 ,在pH值较低时纳 M二氧化钛对镉离子的吸附率很低 ,故可以用酸来回收吸附镉离子后的纳M 二氧化钛；实验考察了不同浓度的硝酸、盐酸、硫酸以及它们的组合溶液的 洗脱成效 ,结果说明硝酸的洗涤成效较好；对硝酸浓度进行考察名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共

14、28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 结果如图；可见当用0.1 个人资料整理仅限学习使用mol/L 的硝酸洗脱时 ,洗脱率达 95 %以上；三 模拟实体水样中镉离子吸附的设想实际水样中 Na 、K 、Ca 、Mg 、Al 、Mn 、SO 、PO 等离子常大量存在；本试验的后期工作拟分别将不同浓度的各种阳离子和阴离子加入到体系中,模拟实体水样试验 ,按试验探究的相宜方法测定 ,考察共存离子对镉离子测定结果的影响；四 结论通过试验 ,确定了吸附的正确条件,进一步争论了吸附镉离子后二氧化钛的洗脱以及设想模拟实体水样中痕量镉离子的检测；样品体系在温度 50度, pH=10,震荡时间

15、 9 min以上的条件下 ,纳M二氧化钛对镉离子的吸附率可达 99 %；吸附在纳 M二氧化钛上的镉离子可以用 0.1 mol/L 的硝酸进行洗脱 ,洗脱率在 95 %以上；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用参 考 文 献1 马建权 . 纳M二氧化钛光净化技术在医院含菌污水处理上的应用争论 J. 2005 , 2 :12 - 14.2 吴旭. 纳M二氧化钛富集石墨炉原子吸取光谱法测定环境水样中痕量锑J. 分析科学 , 2004 ,20 4 :376.3 刘正华 . 纳M二氧化钛对痕量铅的吸

16、附性能争论J . 分析试验室 ,2006 ,25 11 :63.4 赵 亮. 纳M二氧化钛分别 .富集 2 石墨原子吸取光谱法测定环境样品中痕量镉 J. 分析化学争论简报 ,2006 ,34 9 :223. 5 李浩阳 ,高恩君 ,闻兰.纳M二氧化钛的制备及对金属离子吸附争论进展 J.当代化工,2006 ,35 4 :84.6 霸书红 . 双硫腙直接比色法测定废水中的镉J . 沈阳化工 , 1999 ,28 3 :50.名师归纳总结 7 施春游 . C. 华中第 11 页,共 28 页纳M二氧化钛材料对金属离子吸附行为的争论及其应用师范高校硕士学位论文,2003:18.- - - - - -

17、-精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用纳M 氧化锌对废水中铜、镉离子吸附性能争论摘 要：争论了纳 M氧化锌对废水中重金属混合液 Cu 和Cd ）吸附行为；主要考查了吸附时间、温度、溶液的 pH 值对吸附成效的影响；结果说明：当吸附时间为 15min、温度 50、 pH为6时,纳M氧化锌对水体中 Cu 和Cd 吸附,达到了正确吸附条件,对 Cu 、Cd 吸附率分别为 98.3%和98.6%；关键词： 纳M；纳 M氧化锌；吸附；重金属一 主要试验仪器、试剂1.1 试验仪器原子吸取分光光度计、空气浴振荡器、1.2 主要试剂数字式 pH计；名师归纳总结 - -

18、- - - - -第 12 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1.2.1 Cu 、Cd 标准储备液：称取 1.0000g光谱纯金属铜于 50ml烧杯中,加入硝酸溶液 =CC/ C第 13 页,共 28 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 式中个人资料整理仅限学习使用C为吸附前的金属溶液浓度,三 结果与争论C为吸附后的金属溶液浓度；3.1 吸附时间对吸附成效的影响维护溶液温度为25, pH 为 7,选取溶液于空气浴振荡器中分别振荡 5min 、10min、15min、20min、25min,测定结

19、果见 表 2、表 3；表 2 不同时间吸附前后溶液中 Cu 浓度表 3 不同时间吸附前后溶液中 Cd 浓度依据吸附率运算公式相关浓度运算吸附百分率,纳 M 氧化锌对铜和镉的吸附百分率与时间的关系如图 1 所示：图 1 吸附时间对 Cu 、Cd 吸附率的影响名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用纳 M 氧化锌对金属铜的正确吸附时间为15min,此时吸附百分率达到 92.9%；对金属镉的正确吸附时间为 5min,此时吸附百分率达到 95.0%；为了考察对于两种金属混合液的正确吸附时间,达到一次性

20、去出的目的,我们同时考虑两种单一金属吸附的正确时间来确定混合溶液的正确吸附点；可以看出,当吸附时间达到 15min 的时候,对于铜来说已经达到它的正确吸附时间,而镉也已经达到其次正确吸附时间；综上,纳 M 氧化锌对该混合种金属溶液的正确吸附时间为 15min；3.2 不同温度对吸附成效的影响在正确吸附时间条件下15min,pH 为 7,选取溶液于恒温箱中分别设置 20 、 30、 40、 50、 60,测定结果见表 4、表 5 ；表 4 不同温度吸附前后溶液中 Cu 浓度表 5 不同温度吸附前后溶液中 Cd 浓度依据吸附率运算公式及相关浓度运算吸附百分率,纳 M 氧名师归纳总结 化锌对铜和镉的

21、吸附百分率与温度的关系如图2 所示；由图2第 15 页,共 28 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 可见,在正确吸附时间个人资料整理仅限学习使用15min 的条件下,纳M 氧化锌对金属铜和镉的正确吸附温度均为50,其吸附百分率分别达到 93.9%和 95.9%；因此,纳 M氧化锌该混合种金属溶液的正确吸附温度为 50；在正确吸附时间以及正确温度的条件下,纳 M 氧化锌对金属的吸附百分率均较在正确吸附时间的单一条件下增大2 ；3.3 不同 pH 值对吸附成效的影响在正确吸附时间和温度条件下pH 对吸附成效的影响见表6和表 7；表 6 不同 pH 吸附前

22、后溶液中 Cu 浓度表 7 不同 pH 吸附前后溶液中 Cd 浓度名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用依据吸附率运算公式及相关浓度运算吸附百分率,纳 M 氧化锌对铜和镉吸附率与pH关系如图 3 所示；由图 3 可见,在最佳吸附时间 15min 和温度 50的条件下,纳 M氧化锌对金属铜和镉的正确吸附 pH 为 6,其吸附百分率分别达到 95.4% 和98.0%；因此,纳 M 氧化锌对该混合种金属溶液的正确吸附 pH为 6；当 pH为 6 的时候,吸附率最大；而随着pH的增大,纳 M氧化锌对

23、金属的吸附率反而出现下降趋势；缘由是当 pH6 的时候,没有达到溶液所需的正确酸碱性能,其酸碱活性不能满足纳 M氧化锌对重金属铜和镉的正确吸附条件；当 pH为 6 时,吸附达到平稳,此时吸附成效正确,吸附率也因此达到最大值；而随着 pH的增高,当 pH7 时,溶液逐步呈碱性,并且碱性越来越强,此时溶液中的 Cu 和 Cd 与 OH-形成了氢氧化物沉淀2 ）使溶液中的金属离子浓度削减,从而能够被吸附的金属离子数削减,这样导致了吸附率的相对降低 3 ；在正确的吸附条件下,即吸附时间 15min,温度 50, pH 为 6时,纳 M 氧化锌对重金属混合液的吸附成效为 Cu 的吸附率为98.3%,Cd

24、吸附率为 98.6% ；四 结论名师归纳总结 试验采纳原子吸取分光光度法并结合纳M 技术测定纳M 氧第 17 页,共 28 页化锌对水中重金属的去除成效,与传统的去除方法沉淀法、电- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用解法、离子交换法等）相比较,具有操作简洁、挑选性好、吸附效率高、分析速度快、经济、污染少,结果精确等特点；纳M 氧化锌对重金属Cu、Cd 具有较好的吸附成效；对 Cu 的正确吸附条件为 t=15min , T=50, pH=6；对 Cd 的正确吸附条件为 t=5min,T=50 , pH=6；而二者混合溶液,当吸附时

25、间、吸附温度、 pH 值等达到正确条件时,吸附成效最好,两者的吸附百分率分别达到 98.3%和 98.6%；参考文献 1张树强甲壳素去除水体中金属离子的性能争论J广东水利水电, 20026）：29-30 2杨学耀,李进好氧颗粒污泥吸附重金属 Cd11）的 争论 J工业用水与废水, 20071）：28-313酒金婷,李春霞纳 M氧化锌在水中的分散行为及其 应用 J印染, 2002的吸附争论名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用摘 要:纳M颗粒的表面吸附活性 ,应用火焰原子吸取光谱检测方法利用

26、TiO2,高效分别了水中痕量的Pb 系统争论了纳 MTiO 2 的晶体结构、溶液的 pH 值、吸附时间、 Pb的起始质量浓度对 Pb吸附率的影响 ,得到纳 M TiO2对 Pb的正确吸附条件为 :pH =6.5,mTiO = 20 mg, Pb =18 mg L ,t = 90 min测定了纳 M TiO2 对 Pb的吸附等温线 ,应用Freundlich公式得到了吸附等温方程；关 键 词: 纳M TiO2 ；痕量 Pb；纳M吸附剂；吸附等温方程水体中的Pb污染主要来源于电镀、采矿等工业废水的排放；环境中特殊是环境水样中的铅量,是环境监测掌握的一个重要指标1 ；在各种环境污染处理技术中,吸附法

27、是广泛应用的方法常用的吸附剂有活性炭、活性硅藻土、纤维、自然蒙托土、煤 渣以及混凝剂等 2-5；纳 M材料是一种有着庞大应用前景的吸附材料 ,纳M粒子表 面存在羟基 ,能够和阳离子键合 ,从而对金属离子产生吸附作用；此外 ,纳M粒子具有大的比表面积,也是纳 M粒子产生吸附作用的重要缘由；纳 MTiO2 具有良好的吸附 -脱附性能 ,应用纳 MTiO2 吸附水中金属离子已有文献报道 6-9；本文将纳 M TiO2用于吸附分别水中痕量Pb,系统争论了纳 MTiO2 的晶型结构、溶液的 pH值、静态吸附时间对Pb吸附率的影响 ,确定了正确吸附条件,测定了 Pb TiO2对的吸附等温线 ,并得到了纳

28、M Pb的吸附等温方程式；名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 实验个人资料整理仅限学习使用1 .1 仪器及主要工作参数WYX- 401型火焰原子吸取分光光度计,Pb空心阴极灯；仪器工作条件:波长 283.3 nm,光谱通带 0.2 nm,灯电流 10.0 mA；火焰类型 :空气 / 乙炔焰 ,空气流量 5.0 L/min , 乙炔流量 1.0 L/min ；1 .2 试剂及标准溶液取适量分析纯 PbNO32于称量瓶中 ,在105下烘干 2 h,置于干燥器中冷却备用；精确称取 1.5985 g上述 PbNO32于

29、200 mL烧杯中 ,加入 20 mL 硝酸溶液 ,溶解后移入 1 000 mL 容量瓶中 ,用水精确稀释至刻度 ,摇匀Pb的质量浓度为 1.00 g/L；1 .3 纳 MTiO2 的制备与预处理1 .3 .1 纳MTiO2 的制备及晶体结构测定将 TBOT 溶于无水乙醇中形成匀称溶液,不断搅拌 ,加入适量水 ,可观看到 TBOT快速水解 ,得到白色 TiO2沉淀；将沉淀离心、洗涤、干燥；干燥后的 TiO2粉在箱式电阻炉中程序掌握升温,升温速度为 2.5 名师归纳总结 /min ,并在所控温度下保温3h,热处理温度分别为 500,600 和第 20 页,共 28 页- - - - - - -精

30、选学习资料 - - - - - - - - - 800；应用日本理学个人资料整理仅限学习使用型X RigakuD/ max - 2500PC 射线衍射仪 Cu K 源,管电压 50 kV,管电流100 mA,石墨单色器衍射束单色化测定晶体结构；1 .3 .2 纳MTiO2 的表面 zeta电位的测定将上述TiO 粉末干燥、研磨后 ,称取 10mg置于 30 mL 浓度为 0.1 mol/L NaCl 溶液中 ,分别用 NaOH 和HNO3调剂 pH值为111,超声混 1h后,应用英国马尔文公司的激光粒度分析仪测定颗粒的表面 zeta 电位；1 .3 .3 纳M TiO2 颗粒的表面预处理将制得

31、的纳 M颗粒浸泡于 5.0 ,抽滤后于mol/L HNO3溶液中 30min,然后用二次蒸馏水洗至中性100 下烘干备用；1 .4 Pb 吸附试验方法在25mL具塞比色管中加入 20 g/mL mL,调剂 pH值,定容至 25mL加入 20.0 的Pb溶液 22.5 mg纳MTiO2, 振荡 20 min,静置 90min后离心分别 ,移取上层清液 ,用火焰原子吸取光谱 法测定 Pb的浓度；2 结果与争论 2 .1 纳 M TiO2 晶体结构对吸附性能的影响名师归纳总结 在500,600 和800下热处理得到的3种TiO2晶体的XRD 第 21 页,共 28 页谱如图 1所示；与锐钛矿相TiO

32、2标准PDF 卡PDF21 - - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1272和金红石相个人资料整理仅限学习使用- TiO2标准 DF卡PDF21 1276对比结果说明 ,500热处理的纳 MTiO2 粉体的晶型为锐钛矿相,晶化程度较高； 600 热处理后 ,开头出现金红石 110特点衍射峰；随着热处理温度上升到 800,TiO2完全转变为金红石相；依据 Scherrer公式：D= 0.89/ cos =0.154 nm,为半峰宽 , 为衍射角 运算 3种TiO2 的晶粒大小 ,D 分别为19,28和45 nm；将上述 3 种不同晶体结构的纳MTiO2 分

33、别用于Pb = 18 mgL 的吸附试验 ,依据：运算静态饱和吸附容量Qs分别为 :46.32 mg/g500 ,20.6 mg/g 600,25.47 mg/g 800；式中 : V是达到吸附平稳时的溶液体积；m为吸附剂的质量； 0为溶液的起始质量浓度 mg/L ；为吸附平稳质量浓度 mg/L ；纳 MTiO2晶体结构对其吸附活性产生较大影响,锐钛矿 TiO2的吸附活名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 性明显高于金红石和混晶结构个人资料整理仅限学习使用5TiO2下面的吸附试验选用的都是00下热处理的锐钛矿相纳 M

34、TiO2 颗粒；2 .2 pH 值对纳 M TiO2 吸附活性的影响纳MTiO2 颗粒表面存在大量 OH 基,在酸性条件下 ,OH 发生质子化 ,使颗粒表面带正电荷；在碱性条件下 ,OH 离解生成 O- ,使得颗粒表面带负电荷；因此,纳MTiO2 的表面 zeta电位将随着pH值的转变而发生变化；在0.1moL/L NaCl 溶液中 ,测定的纳 MTiO2 表面 zeta电位随着pH值的变化曲线如图 2所示 :当pH 5.6,纳MTiO2 颗粒表面带负电荷TiO2 的等电点 pH值为 5.6；当 5.6,金属阳离子可能被纳MTiO2 表面吸附；在纳 MTiO2 的吸附实验中 ,转变静态吸附试验

35、体系的 pH值在 27范畴内 ,测定纳 MTiO2的静态吸附率如图 3所示 :当pH值在 14之间时 ,吸附率无明显变化；当pH 4,随着 pH值上升吸附率逐步增大,pH = 6.5,纳MTiO2 的吸附率等于 100 %；本试验挑选正确吸附pH值为 6.5；名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2 .3 吸附动力学在pH = 6.5, Pb = 18 mg/L ,加入 20 mg纳MTiO2 ,超声 20min后开头计时 ,测定吸附率随时间的变化；吸附时间 t = 0 min,即纳 M T

36、iO2与Pb超声振荡混匀后 ,立刻测定纳 MTiO2 的吸附率达到91% ,说明吸附初期吸附速率较快,属于不行逆吸附过程；随着吸附时间的延长 ,由于纳 MTiO2 表面的活性吸附位削减 ,吸附增加缓慢 t = 60 min,吸附率达到 97.0 % , t = 90min,吸附率达到 100% ；试验挑选吸附时间为 90 min；2 .4 吸附等温线与吸附等温方程转变Pb的起始质量浓度,其他试验条件不变pH = 6.5, mTiO2 = 20 mg, t = 90 min,测定 Pb起始质量浓度o 对吸附率的影响曲线如图 4所示；当 o 的吸附率达到100 % ,随着 Pb质量浓度的增大,吸附

37、率逐步下降；名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用对于稀溶液 ,表观吸附量与表面真实吸附量相等 其吸附量 ns: ns=Vc0 - c/m,可利用公式运算式中 : V 是达到吸附平稳时的溶液体积； m 为吸附剂的质量； c0 为溶液的起始浓度 mol L ；c为吸附平稳浓度 mol L 运算得到的 ns见表：据Freundlich 等温式,得：得到 回 归 方 程: ln ns=- 5 .453 2 + 0 .321 6lnc,相关系数 R = 0.995 5；名师归纳总结 - - - -

38、- - -第 25 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 结论个人资料整理仅限学习使用1 纳M TiO2 颗粒对 Pb具有较高的吸附活性 ,且锐钛矿型 TiO2 的吸附性能显著优于混合型和金红石型的 TiO2；2 纳M TiO2 对 Pb的正确吸附条件为 : pH= 6.5, mTiO2 = 20 mg, Pb = 18mg/L , t = 90 min；此时吸附率为 100 %3 纳M TiO 吸附量与溶液平稳浓度的关系符合Freundlich 公式 :ln ns = - 5.453 2 + 0.321 6lnc；参考文献 : 1 Duzgoren-Aydin N S . Sources and characteristics of lead pollution in the urban environment of GuangzhouJ . Science of the Total Environment, 2007,38