铁氧体去除水中重金属和大肠杆菌的分析-analysis of removing heavy metals and escherichia coli from water by ferrite.docx

ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheremovalofheavymetalionsandEscherichiacolifromwastewaterbyferriteCandidate:LiNanSupervisor:Lect.RenYuemingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:EnvironmentalEngineeringDateofSubmission:Jan.15,2013DateofOralExamination:Mar.14,2013UNi(II)versity:HarbinEngineeringUNi(II)versity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月摘要重金属离子和细菌都是水体中常见的污染物，并且可能对人体造成很大的危害，及时对其加以去除是十分必要的。本文采用溶胶-凝胶法制备了锰铁氧体(MnFe2O4)及银锰铁氧体(Ag0.003Mn0.827Fe2O3.8285)两种磁性尖晶石材料，分别将其用于吸附剂去除水中重金属离子和杀菌剂杀灭水中的大肠杆菌。对水中Cr(VI)﹑Ni(II)、Pb(II)和Cu(II)等重金属的去除效果较好，在一定的实验条件下，对大肠杆菌也可以全部杀灭。采用现代测试手段SEM、EDS、XRD、FTIR、XPS等对MnFe2O4吸附剂和Ag0.003Mn0.827Fe2O3.8285杀菌剂进行了结构和性能测试。结果表明，本实验合成的两种材料都呈多孔结构，MnFe2O4具有标准的锰铁氧体晶体结构，表面存在-COOH、-OH、Mn-O、Fe-O等官能团。在Ag0.003Mn0.827Fe2O3.8285材料的EDS、XRD、XPS等表征图谱中，都可以发现Ag的存在，说明制备过程中已经成功的把银离子掺杂到银锰铁氧体的结构中。分别考察了溶液pH值、吸附时间和重金属离子初始浓度等因素对MnFe2O4去除水中Cr(VI)﹑Ni(II)、Pb(II)和Cu(II)四种离子的影响效果。结果显示，吸附Cr(VI)和Ni(II)的最佳pH值分别为2.0和7.0，吸附Pb(II)和Cu(II)的最佳pH值均为6.0。MnFe2O4去除水中Cr(VI)和Ni(II)的反应分别在4.0h和2.0h达到平衡，Pb(II)和Cu(II)在MnFe2O4吸附剂表面达到吸附平衡需要3.0h。动力学和热力学研究表明，四种离子的吸附数据都符合准二级反应动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附过程属于单层吸附，以化学吸附为主。MnFe2O4吸附剂对Cr(VI)﹑Ni(II)、Pb(II)和Cu(II)四种离子的饱和吸附量分别为38.00mg/g﹑171.71mg/g﹑73.47mg/g和63.94mg/g。采用SEM、EDS、XRD、FTIR、XPS等代化测试手段对MnFe2O4吸附Pb(II)和Cu(II)的机理进行了深入分析，结果表明铅和铜均以离子的形式被吸附于MnFe2O4表面，与MnFe2O4表面的羟基基团和羧基基团发生了络合反应。MnFe2O4吸附剂经回收并在盐酸溶液中解吸再生后，可以循环使用五次以上，并且保持吸附效率基本不变。研究了Ag0.003Mn0.827Fe2O3.8285杀菌材料杀灭水中大肠杆菌的影响因素：包括不同银离子掺杂量的杀菌剂﹑杀菌剂投加量﹑大肠杆菌浓度﹑光照﹑离子溶出﹑羟基抑制剂﹑反应时间﹑溶液pH值﹑反应温度等。实验结果表明，Ag0.003Mn0.827Fe2O3.8285对于大肠杆菌有明显的杀