介孔Mg-Al层状双金属氧化物的合成及其对水中溴酸盐的吸附研究开题报告
2021-12-26 16:16:23
全文总字数:3179字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
溴酸盐(bro3)是通常在含溴化物的水在臭氧化期间形成的典型消毒副产物(dbp)之一的卤氧化物。溴酸盐具有诱导肾细胞肿瘤的潜在致癌性,从而增加人类和动物的健康风险。美国环保局(1998)和中华人民共和国卫生部(2006)对饮用水中的溴酸盐严格确定了10μg/l的最高污染物含量(mlc)。因此,在减少暴露于bro3污染水体的同时,从饮用水中高效除去溴酸盐尤其重要。目前,由于溴酸盐在水中溶解度高,稳定,因此从水溶液中有效去除溴酸盐仍然是一个很大的挑战。
据报道,具有发达的介孔层状mg-al含水氧化物(ldh的类似物)具有高的吸附能力和对砷酸盐物质和其他有毒阴离子(如氟化物,溴酸盐,硒酸盐等)的亲和力。
本论文以介孔mg-al层状双金属氧化物为吸附剂, 以溴酸盐为研究对象,研究了ph、离子强度、干扰离子对吸附过程的影响, 得出了介孔mg-al层状双金属氧化物吸附溴酸盐的吸附速率模型及吸附等温线, 并对其吸附机理进行了探讨。
2. 研究的基本内容
实验表明,通过适当的反应优化ldh的结构可以优化ldh的功能。在这项研究中,在ldh中插入介孔结构:通过改性共沉淀法制备介孔mg-al ldh,然后煅烧。简言之,在水浴(60℃)中剧烈搅拌下,将2.4g f127溶解于120ml去离子水中。然后,向上述溶液中加入mg(no3)26h2o (12.3g,48mmol)和al(no3)39h2o(9.02g,24mmol)的混合物,直至完全溶解。然后通过滴加naoh溶液(1m)将混合物共沉淀直到ph10。为了沉淀所有的铝盐,在随后的2小时内间歇地加入稀naoh(0.2m)来保持ph。反应后,将所得白色悬浮液在60℃下超声处理1小时,然后静置2小时。通过离心收集制成的白色粉末,用去离子水彻底冲洗数次,然后在真空下冷冻干燥过夜。通过在350℃下在空气中煅烧3小时除去制备的ldh中的残留f127,得到称作介孔ldh350的介孔ldh。为了比较,在不存在f127的情况下,也按照相同的程序制备了两种mg-al ldh对应物,分别称为ldh(即制备样品)和ldh350(即煅烧样品)。本论文主要关注介孔mg-al层状双金属氧化物对溴酸盐的去除。
① 用f127、mg(no3)26h2o、al(no3)39h2o以及naoh溶液合成介孔mg-al层状双金属氧化物吸附剂的研究。
② 各种因素(如用量、时间、ph值)对介孔mg-al层状双金属氧化物去除溴酸盐的影响研究。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
用f127、mg(no3)26h2o、al(no3)39h2o以及naoh溶液合成介孔mg-al层状双金属氧化物吸附剂,并用红外光谱法对所合成吸附剂的特性进行表征。
通过实验探究合成的介孔mg-al层状双金属氧化物吸附剂对溴酸盐的吸附过程,并对影响吸附速率的各个因素(如温度,ph等)进行研究。
从吸附热力学和吸附动力学角度,系统分析介孔mg-al层状双金属氧化物对溴酸盐的吸附行为,探讨其对溴酸盐的去除机理,寻找吸附量和吸附时间的动力学关系。
4. 参考文献
[1]. kaltreider,r. c., davis, a.mol/l., larivi`ere, j. p., and hamilton, j.w., environ.health perspect. 109, 245 (2001).
[2]. jain, c. k., and ali, i., water res. 34, 4304 (2000).
[3]. pattanayak, j.,mol/londal, k.,mol/lathew, s., and lalvani, s. b., carbon 38, 589(2000).