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鈦酸鹽使用起到的作用 |
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| 常見的氨氮廢水處理工藝有吸附法、折點氯化法、化學沉淀法、吹脫法及催化氧化法等.其中, 吸附法具有高效、工藝簡單、成本低等優(yōu)點, 被廣泛應用于氨氮廢水的治理中.吸附氨氮的材料既包括活性炭、生物炭、天然沸石和膨潤土等天然材料, 也包括分子篩、納米材料等人工材料.天然材料成本低、易獲取, 但吸附效果較差.人工材料成本高、工藝復雜, 但吸附效果較好. 鈦酸鹽納米材料具有獨特的物理化學特性, 在儲氫、電池和氣體傳感器等領域有廣泛應用.其中鈦酸鹽納米管具有比表面積大、孔隙度高、表面活性位點多及等電點較低等優(yōu)點, 從而表現(xiàn)出卓越的離子交換性能、良好的沉降性能、較快的吸附速率及易于解吸再生等特點.鈦酸鹽納米管在水體中重金屬和染料的去除方面有較多研究, 但其對氨氮的吸附研究報道較少.本文利用水熱法制備鈦酸鹽納米管, 研究鈦酸鹽納米管對水中氨氮的吸附特性及影響因素, 并通過再生-循環(huán)實驗及紅外表征探討鈦酸鹽納米管對氨氮的吸附機制, 以期為去除水中氨氮的應用打下理論基礎. 1 材料與方法 1.1 試劑與儀器 本實驗主要試劑有鹽酸、酒石酸鉀鈉、氯化銨、碘化鉀、二氯化汞、氫氧化鈉(國藥集團化學試劑有限公司); 氫氧化鉀(上海凌峰化學試劑有限公司); P25(Degussa, 德國).以上試劑均為分析純, 實驗用水為自制超純水. 主要儀器設備有PB-10型pH計(賽多利斯科學儀器有限公司); LG16-B型離心機(北京雷勃爾醫(yī)療器械有限公司); SHZ-88A型恒溫水浴振蕩器(太倉市儀器設備廠); D/max-rc X射線粉末衍射儀(XRD, 日本理學公司); H-7650型透射電子顯微鏡(TEM, 日本Hitachi公司); Cary 5000分光光度計(FT-IR, 美國Varian公司); Nano-ZS90型電位儀(英國Malvern Instruments公司); TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器公司)等. 1.2 TNTs的制備 將0.8 g的P25粉末加到80 mL NaOH溶液中, 超聲30 min后, 磁力攪拌30 min, 然后將混合均勻的乳白色溶液放入100 mL含聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應釜中(填充度80%), 置于150℃的鼓風干燥箱中反應24 h.反應結束冷卻到室溫后, 將生成的白色固體用去離子水洗滌至上清液呈中性后抽濾; 濾餅置于烘箱中80℃烘12 h, 研磨后收集備用.氫氧化鈉濃度為6、8、10、12和14 mol·L-1制備的鈦酸鹽樣品分別記為TNTs-6M、TNTs-8M、TNTs-10M、TNTs-12M和TNTs-14M. 1.3 TNTs的表征 所制備的樣品及吸附氨氮后的樣品經(jīng)瑪瑙研缽磨細后, 用XRD分析樣品的物相組成, 輻射源為CuKα, 管電流40 mA, 管電壓45 kV, 時間常數(shù)為tc=2, 掃描范圍為5°~85°.樣品的形貌用TEM觀察.樣品的紅外光譜圖由FT-IR測定, 采用KBr壓片法, 測試范圍為4 000~400 cm-1.不同pH值下樣品表面的Zeta電位由電位儀測量. |