2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、受原生地質(zhì)條件以及人為活動(dòng)的影響,微污染水中常含有過量的鐵錳離子,不僅對(duì)工農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了一定影響,還對(duì)人類的健康產(chǎn)生了影響。以中國三江平原為例,該地區(qū)地下水資源豐富,地形簡單且分布穩(wěn)定,有很大的地下水資源開采能力。但上述地區(qū)地下水中Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)含量普遍過高,導(dǎo)致極為豐富的水資源很難被工農(nóng)業(yè)直接利用,從而制約了上述地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。另外,人類由于飲用過量的含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的地下水,可引起食欲不振、嘔吐、腹瀉等。因此,高鐵

2、、高錳微污染地下水必須經(jīng)過凈化處理才能飲用。本研究采用工農(nóng)業(yè)廢氣物稻殼的燃燒產(chǎn)物——稻殼灰(RHA)為吸附劑,著重開展其對(duì)水中Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的動(dòng)態(tài)吸附特征研究,確定最佳吸附條件,明確動(dòng)態(tài)吸附模型;借助掃描電鏡、X射線衍射光譜與熒光光譜等方法揭示探討稻殼灰吸附Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的機(jī)理;最后對(duì)吸附劑的再生性能進(jìn)行考察,本研究得到的主要成果如下:
  稻殼灰對(duì)Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的吸附飽和時(shí)間隨著流速以及進(jìn)水Fe(Ⅱ)、M

3、n(Ⅱ)的濃度的升高而降低,隨著吸附劑的裝柱高度的升高而升高,溶液中共存離子的濃度越大,越容易達(dá)到吸附飽和。Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)動(dòng)態(tài)吸附過程的最佳運(yùn)行參數(shù)為:反應(yīng)器流速均為15 mL/min,進(jìn)水Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的初始濃度分別為20 mg/L和15 mg/L,稻殼灰高度均為22.5 cm(占吸附柱高的75%),進(jìn)水溶液的初始pH分別為5和6,稻殼灰對(duì)Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的飽和吸附量分別為2.56,3.55 mg/g,相同質(zhì)量的

4、稻殼灰對(duì)Mn(Ⅱ)的吸附能力強(qiáng)于Fe(Ⅱ)。
  利用掃描電鏡(SEM)、傅里葉變化紅外光譜儀(FT-IR)、X-射線衍射儀(XRD)、X-射線熒光光譜儀(XRF)對(duì)稻殼灰進(jìn)行表面結(jié)構(gòu)以及組成成分進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)稻殼灰疏松多孔,可以作為吸附劑,在吸附Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)后的掃描電鏡圖譜上出現(xiàn)了微弱的Fe、Mn的波峰,這也說明了稻殼灰對(duì)Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)有了一定的吸附作用。稻殼灰中含有的大量的Si和O,主要是以無定形的二氧化

5、硅的形式存在于稻殼灰中,元素Si和O所對(duì)應(yīng)的-OH、Si—O—Si官能團(tuán)以及其他官能團(tuán)能和Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)發(fā)生靜電吸附反應(yīng)以及絡(luò)合作用。對(duì)稻殼灰所含的元素進(jìn)行分析,稻殼灰吸附Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)之后,金屬元素Na、Mg、K、Ca等含量的減少或者消失可能是動(dòng)態(tài)吸附過程中發(fā)生了離子交換作用。吸附反應(yīng)后,元素Fe、Mn含量也分別比吸附之前的含量高,證明了稻殼灰吸附Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的可行性。
  Adams-Bohart模型

6、可用來擬合稻殼灰對(duì)Fe(Ⅱ)的動(dòng)態(tài)吸附過程(R2值為0.73~0.94)。金屬離子吸附飽和的濃度N0隨著流速以及進(jìn)水Fe(Ⅱ)的濃度的增加而呈增長趨勢,隨著吸附劑裝柱高度的增加而減小。動(dòng)力學(xué)常數(shù)kAB隨著Fe(Ⅱ)的濃度的增加而減少,隨著進(jìn)水流速的增加而增加。Thomas模型能夠很好的反映稻殼灰對(duì)Mn(Ⅱ)的動(dòng)態(tài)吸附過程(R2值為0.71~0.95)。Thomas模型常數(shù)kTh的值隨著溶液中Mn(Ⅱ)的濃度的增加而增加,隨著進(jìn)水流速與吸

7、附劑裝柱高度的增加而降低。稻殼灰對(duì)Mn(Ⅱ)的動(dòng)態(tài)吸附能力q0同樣也是隨著Mn(Ⅱ)的濃度的增加而增加,隨著進(jìn)水流速與吸附劑裝柱高度的增加而減小。
  稻殼灰對(duì)Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)吸附——解吸循環(huán)試驗(yàn)中,當(dāng)H2SO4作為解吸劑時(shí),最佳循環(huán)次數(shù)為6次,稻殼灰對(duì)Fe(Ⅱ)的吸附量最高為2.56 mg/g,最低為1.51 mg/g,明顯高于HCl和HNO3作為解吸劑時(shí)稻殼灰對(duì)Fe(Ⅱ)的吸附量;HCl和HNO3作為解吸劑時(shí),未解吸之前

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