（環(huán)境科學(xué)專業(yè)論文）碳納米材料吸附富集水中汞的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

華北i 乜力人學(xué)碩 i 學(xué)位論文 a bs t r a c t m 凹l u 叮i nt h ee n v i r o n m e n t e s p e c i a l l yi nw a t e rc 鋤b eb i o a c c u m u l a t c da i l d b i o 仃a n s 內(nèi)n 1 1 e di n t od i 艉r e n ts p e c i e s d u r i n gt h ec y c l i n go fm e r c l l yi nt l ee n v i r 0 砌e n t t h ec o n c e n 仃a t i o na n dt o x i c i t yc 觚b ee n h a n c e db yt h o u s 鋤d so ft i m e s t h em e t h y l a t e d i n t oo 曙枷cm e r c u r c o m p o u n d sa r cw i t hh i 曲g e n e t i ca n dn e u r a lt o x i c i t y s o i ti sa s 舐o u si s s u et or e m o v em e r c u 拶a tt m c el e v e li nw a t 既t h e r ea r em a n ym e t l l o d sf o r h e a v ym e t a l sr e m o v a l a m o n gt l l 鋤 t h ea d s o 印t i o nm e t h o di st h em o s tp o p u l a ra n d e f r c c t i v eo n e h o w e v e r m o s to ft h ec o m m e r c i a la b s o r b e n t sa r en o tv e r vs u i t a b l ea n d e f f t i v ef o rm e r c u 巧r e m o v a lb e c a u s eo ft h el i m i t e da d s o r p t i o nc a p a c i t y 1 0 ws p e c i f i c i t y 鋤dn o n r e c y c l i n gp r o p e n yn e r e f 0 r e i ti sv e r yi m p o r t a l l ta n ds i 印i f i c a n tt od e v e l o pn e w m e l o d s 柚dm a t e a l sw h i c hc a i lr c m o v em e r c u r yi nw a t e r e a e c t i v e l yw i t hh i 曲c a p a c i t y i tw i l lb ea l s om o r ea t t r a c t i v ei fm em a t e r j a l sc a nb er e c y c l e da r e ru s i n g as e d e so fc o m p o s i t ec a r b o nn a n o m a t e d a l sw e r es y n t h e s i z e di no u rw o r k t h e m a t 甜a l sw e r ec h a r a c t e r i z e db yi n s t m m e n t ss u c hl i k ev s m s e m t e ma n dx r d t h e a d s o 印t i o np r o p e n i e so ft h em a t 麗a l st om e r c u qi nw a t e rw e r ci n v e s t i g a t e da n d e v a l u a t e d t h em e c h a n i s mo fa d s o 印t i o nw a sa l s od i s c u s s e d t h em a i nr e s u l t so ft h i s t h e s i s 1 c a r b o nn a n o t u b e s c n t s m o d i f i e db yc o n c e n t r a t e dn i t r i ca c i dh a dt h e m a x i m u me 佑c i e n c yf o ra d s o 叩t i o n t h em o d 語(yǔ)e dc a r b o nn a n o t u b e sw a sp a c k e di n a m i n i c o l 啪na n du s e da sas 0 1 i dp h a s ee x t r a c t i o nc 0 1 u m nf o rt h ep r e c o n c e n t r a t i o no f h t h ev a r i a b l e sa f f e c t i n go nt h ep r e c 0 n c e n t r a t i o nw e r ei n v e s t i g a t e da n do p t i m i z e d 2 a g p da 1 1 ds ew e r eu s e dt os y n m e s i z et h ec o m p o s i t ec a r b o nm a t e r i a l s t h ec a 而o n n 鋤o t l l b e sc o a t e dw i t l la g p da n ds ep a i t i c u l a t eh a dm u c h h i 曲e ra d s o 巾t i o nc a p a c i t y 南r m e r c u r yc o m p a r e dw i t ht h a tw i t h o u tm o d i f i c a t i o nb ya g p da n ds e 3 t 1 1 em a g n e t i c c n t s c n t s f e 3 0 4 w a sp r 印a r e db yu s i n gc h e m i c a lc o p r c c i p i t a t i o nm e t h o d t h e c o m p o s i t em a t e d a lc o u l db ew e l ls 印a r a t e df r o ma q u e o u ss o l u t i o nb yap e 姍a j l e n t m a 印e t i cf i e l d t h ea d s o 印t i o np r o p e n i e so ft h em a t e a lf o rm e r c u r yi nw a t e rw e r e s t u d i e d 4 t h e n t h ec o m p o s t em a g n e t i cc n t sm a t e a l sc o a t e dw i t ha g p da n ds e w e r ea l s os y n t h e s i z e d t h ea d s o 巾t i o nc a p a c i t yf o rm e r c u r yh a db e e ne n h a n c e dg e a t l yb y t h em o d i f i c a t i o no fa g p da n ds e t h em a t e a l sa l s oh a dt h ep r o p e r t i e so fm a 罌皿e t i c s e p a r a t i o i l a i l dr e c y c l i n g 5 f r o mt h er e s u l t so fs e m e d s t e ma 1 1 dx r da n a l y s i s t h ep o s s i b l em e c h 枷s mo fa d s o 叩t i o nw a sd i s c u s s e d t h e 冊(cè)o d y n a m i c sa n dk i n e t i c so f a d s o 巾t i o nw e r ea l s oa n a l y z e df o rt h ed i s c u s s i o no fa d s o 甲t i o nm e c h a i l i s mi nt h i st h e s i s k e y w o r d s c a r b o nn a n o t u b e s m e r c l j r y a d s o 印t i o n m a g n e t i c m o d i f i c a t i o n 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 第l 章水中汞污染控制方法研究進(jìn)展 1 1 刖舌 作為典型的重金屬 汞在環(huán)境中廣泛存在 尤其在日本水俁病之后引起越來(lái)越 多的關(guān)注 有毒汞元素進(jìn)入到環(huán)境中分為天然原因和人為原因 主要的天然來(lái)源是 汞原礦在風(fēng)化作用下以固體微粒形態(tài)進(jìn)入到環(huán)境中 人為來(lái)源主要是使用和生產(chǎn)汞 或汞化合物的工廠排出的三廢 包括來(lái)自汞礦開(kāi)采 冶煉 氯堿生產(chǎn) 造紙 塑料 等工業(yè)三廢中及含汞農(nóng)藥與醫(yī)藥等 1 1 此外還有一個(gè)重要的來(lái)源就是世界各地燃煤 電廠排放的大量汞 隨著工業(yè)的發(fā)展 人類活動(dòng)加速了汞的排放和其在全球范圍內(nèi) 的循環(huán) 進(jìn)入到環(huán)境中的痕量汞可以通過(guò)沉降過(guò)程進(jìn)入到水體中 經(jīng)過(guò)生物富集后濃度 成倍增長(zhǎng) 同時(shí) 在微生物作用下轉(zhuǎn)化成毒性極強(qiáng)的有機(jī)汞 汞及其化合物具有的 強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性和遺傳毒性使得微量的汞便可以產(chǎn)生毒性效應(yīng) 導(dǎo)致組織損傷或病 變 誘發(fā)染色體損傷和神經(jīng)性疾病 可見(jiàn)去除水體中的汞是一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題 目前 去除廢水中重金屬離子的方法很多 主要原理是改變?nèi)芙鈶B(tài)重金屬的形態(tài) 使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗艿闹亟饘倩蛑亟饘倩衔?從而從溶液中去除 主要方法包括 沉 淀法 氧化還原法 離子交換法 吸附法等 1 2 化學(xué)沉淀法 化學(xué)沉淀法去除水中汞離子的原理是利用汞的化合物溶解度低 在投加化學(xué)藥 劑后 汞形成不可溶性沉淀物而以污泥形式去除 1 2 1 硫化物沉淀法 硫化物沉淀法向合汞廢水中投加石狄乳和過(guò)量的硫化鈉 在p h 為9 1 0 的條件 下 硫化鈉與廢水中的汞離子反應(yīng) 生成難溶的硫化汞 為加速硫化汞沉淀 清除 廢水中過(guò)量的硫離子 投加適量硫酸亞鐵 硫化物沉淀法處理效果較好 但操作麻 煩 污泥量大 消耗勞動(dòng)力多 1 2 2 化學(xué)凝聚法 化學(xué)絮凝法是在p h 為8 1 0 的條件下向廢水中投加石狄乳和凝聚劑 汞和鐵或 鋁的氫氧化物絮凝體共同沉淀析出 一般鐵鹽除汞效果較鋁鹽為好 化學(xué)沉淀法的 應(yīng)用技術(shù)容易實(shí)現(xiàn) 尤其是在處理重金屬含量高的廢水時(shí) 應(yīng)用較為普遍 華北電力人學(xué)壩l j 學(xué)位論義 化學(xué)沉淀法也存在一定的缺點(diǎn) 容易引起水質(zhì)的硬化 不適于處理低濃度的含 汞廢水 易導(dǎo)致二次污染并難以用于處理流動(dòng)水 并產(chǎn)生大量含汞污泥 1 3 氧化還原法 1 3 1 金屬還原法 金屬還原法是根據(jù)電極電位理論 利用銅 鐵 鉍 錫 鎂 錳 鋅等毒性小 而電極電位低的金屬 屑或粉 將溶液中電極電位高的金屬離子置換出來(lái) 其中鐵 和鋅較好 且其價(jià)格低 溶液損失小 反應(yīng)速度較高 例如 當(dāng)溶液p h 為7 8 時(shí) 4 0k g 工 業(yè)鐵屑大約可置換出l 蠔汞 2 1 此種方法適用于處理單一成分的含汞廢水 反應(yīng)速率高 可直接回收金屬汞 但具有脫汞不完全的缺點(diǎn) 1 3 2 硼氫化鈉還原法 硼氫化鈉還原法是以硼氫化鈉為還原劑 將汞化物還原為金屬汞 但硼氫化鈉 價(jià)格較貴 來(lái)源困難 反應(yīng)中產(chǎn)生的大量氫氣帶走部分金屬汞 1 3 3 微電解一混凝沉淀 微電解 混凝沉淀法是通過(guò)微電解作用使廢水中溶解的汞離子還原為金屬汞 然 后以單質(zhì)汞或與填料物質(zhì)形成汞齊的形態(tài)被攔截在微電解反應(yīng)器中 具有設(shè)備和操 作方法簡(jiǎn)單 廢渣處理容易 有利于金屬的回收和后續(xù)處理的優(yōu)點(diǎn) 但微電解 混凝 沉淀法耗能高 對(duì)含低濃度汞的廢水處理效果不佳 1 4 離子交換法 離子交換法是使含汞廢水通過(guò)離子交換樹(shù)脂 通過(guò)水中汞離子濃度降低使得出 水汞含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) 常用的離子交換材料有 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 陰離子交換樹(shù)脂 螯合樹(shù)脂 離子交換纖維和腐植酸離子交換樹(shù)脂等1 3 一 在用該方法處理含汞廢水時(shí)需要根據(jù)汞實(shí)際存在的形式和具體條件 包括廢水 的p h 等選用合適的離子交換劑并采用不同的配套工藝 1 5 吸附法 1 5 1 天然吸附劑 1 5 1 1 木屑 木屑的吸附基團(tuán)是其所含單寧酸中的羥基 酚基 這些吸附基團(tuán)以離子交換的 方式吸附重金屬離子 如黑橡樹(shù)木屑對(duì)汞離子的吸附容量為4 0 0 m g 8 1 紅木樹(shù)木屑 2 華北電力大 學(xué)頇一l j 學(xué)位論文 對(duì)汞離子的吸附容量為2 5 0 m 9 9 1 1 5 1 2 膨潤(rùn)土 膨潤(rùn)土的主要成分是蒙脫石 它是一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物 在黏土礦物 形成過(guò)程中 常會(huì)產(chǎn)生同晶替代作用 在晶體結(jié)構(gòu)層間產(chǎn)生過(guò)剩電荷 從而能以靜 電吸附的方式吸附重金屬離子 用經(jīng)h 2 s 0 4 溶液浸泡并高溫火花的改良性膨潤(rùn)土對(duì) 汞離子的飽和吸附容量可達(dá)5 4 m 叫 最近報(bào)道的有機(jī)金屬改性黏土在多種金屬離 子共存的混合溶液中對(duì)汞離子的吸附具有較高的選擇性 使其在廢水中汞離子的去 除方面和汞離子濃度探測(cè)方面將發(fā)揮作用 1 5 1 3 硅藻土 硅藻土吸附劑作為環(huán)境礦物材料 廉價(jià)易得并且吸附容量大 處理效果好 無(wú) 二次污染 在去除工業(yè)廢水中汞離子方面具有良好的應(yīng)用前景 在溶液的濃度為 9 0 m l 時(shí) 汞離子去除率為5 8 3 硅藻土對(duì)汞離子吸附負(fù)載量為o 5 2 2 m g 1 2 1 1 5 1 4 殼聚糖 殼聚糖是甲殼質(zhì)脫去乙?；漠a(chǎn)物 也是自然界中存在的惟一一種堿性多糖 殼聚糖上的氨基極易形成四級(jí)氨基正離子 可對(duì)弱堿性陰離子起到離子交換作用 對(duì)過(guò)渡金屬具有良好的絡(luò)合作用 殼聚糖對(duì)汞離子的飽和吸附容量可達(dá)8 1 5m g 叭 以殼聚糖為基質(zhì) 通過(guò)化學(xué)鍵合方法制備了鋁涂覆的殼聚糖一鋁氧化物復(fù)合材料 對(duì)于低濃度的溶液 常溫下吸附率可達(dá)9 0 以上 而對(duì)于濃度較高的溶液 吸附量 高達(dá)9 0 0 m g 以上 3 1 1 5 1 5 粉煤灰 粉煤灰是煤炭燃燒后的廢棄物 其主要成分為二氧化硅 三氧化二鋁和氧化鐵 等 具有發(fā)達(dá)的大孔 對(duì)各種大分子具有一定的吸附能力 有學(xué)者采用高分子絮凝 劑聚二甲基二烯丙基氯化銨 p d m d a a 進(jìn)行改性的粉煤狄 在廢水p h 1 0 用量 為2 9 吸附平衡時(shí)問(wèn)4 0m i n 反應(yīng)溫度為3 0 的條件下 去除率可達(dá)9 8 4 1 4 1 5 1 6 錳鉀礦 粉碎分級(jí)的天然錳鉀礦 反應(yīng)平衡時(shí) 白j 約為2 0 小時(shí) p h 值對(duì)其吸附率影響很大 在中性 氯化物在偏堿性 條件下吸附率較高 其最大理論吸附量為2 7 6 m 5 1 1 5 1 7 彈性蛋白 彈性蛋白是彈性纖維質(zhì)中的一種重要蛋白質(zhì) 存在于所有脊椎動(dòng)物的肺和血管 外部 是已知最憎水蛋白質(zhì)之一 有學(xué)者成功將e l p s 和蛋白質(zhì)m e r r 結(jié)合 后者為 1 乎北o l 力大學(xué)壩 l 學(xué)位論義 汞菌株中解毒系統(tǒng)的汞敏感單元 e l p s m e 承聚合物能有效結(jié)合汞 這樣 該生物 高分子可將水樣中的汞濃度降至工業(yè)廢水標(biāo)準(zhǔn) 5 0 p l 以下 1 6 1 5 2 人工合成吸附劑 人 合成吸附劑通常是將具有強(qiáng)絡(luò)合 螯合能力的功能基團(tuán)接枝到多孔基體材 料制成 或人工合成的聚合物吸附劑本身就帶有強(qiáng)絡(luò)合 螯合能力的功能基團(tuán) 功 能基團(tuán)主要包括硫醇基 氨基 磺酸基 羥基等 下面主要介紹了新近研制的吸附 容量比較高的幾種吸附劑 活性炭是目前使用最為廣泛的一種吸附劑 活性炭吸附過(guò)濾法利用粉狀或粒狀 活性炭吸附水中的汞 例如 經(jīng)處理過(guò)的花生殼碳b p h c 是一種有效的吸附劑 定 量脫除1 0 0 m l 的2 0 m g d m 3h 礦 b p h c 脫h 礦 效果為c a c 印度盂買(mǎi)m s b u r b i d g e s 公 司出產(chǎn) 的7 倍 1 7 在1 4 0 將糠醛浸泡在濃h 2 s 0 4 中充分?jǐn)嚢韬?再在氮?dú)獗Ｗo(hù)下高 溫炭化處理 制成的比表面積為1 1 0 0m 2 儋的活性炭對(duì)汞離子的飽和吸附容量為17 4 m 眺 8 1 此外 巰基改性可以有效地改善活性炭對(duì)水溶液中汞的吸附性能 其最 大汞吸附容量高達(dá)5 5 6m d 舊 氨磺?；鶚?shù)脂 將聚苯乙烯 二乙烯基苯微球經(jīng)氯磺酸 氨基乙酸 聚丙烯酰胺 作用后 形成聚丙烯酰胺修飾的聚合型氨磺?；鶚?shù)脂 在室溫下 將2 0 0 m g 該樹(shù)脂 投放到2 0 m l 汞離子濃度為o 1 5m o l l 的溶液中 其平衡吸附容量為1 1 5 3 4 5m d 2 0 1 脲側(cè)基樹(shù)脂 該樹(shù)脂上的 c h 2 n h c 0 基團(tuán)可與汞離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物 一c h 2 n h 黔 c o 在室溫下 將2 0 0 m g 該樹(shù)脂投放到2 0 m l 汞離子濃度為o 15m o l l 的溶液中 其平衡吸附容量為1 7 4 5 2m d 2 苯甲酰硫脲修飾的多孔硅石 經(jīng)1 苯甲酰 3 丙基硫脲修飾的多孔硅石含有大量 硫 氮 氧等能與汞離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物的絡(luò)合元素 該吸附劑對(duì)汞離子的飽和吸 附容量為l0 0 0 m g 2 2 1 6 碳納米管在去除水中汞離子方面的應(yīng)用 碳納 米管由于自身具有的一些特性 使其在吸附水中重會(huì)屬時(shí)表現(xiàn)出了一定的 優(yōu)異性 對(duì)碳納米管吸附水中會(huì)屬離子的研究是十分必要的 1 6 1 碳納米管結(jié)構(gòu)特征與吸附性質(zhì) 碳納 米管可以看作是含六邊形網(wǎng)格的石墨片繞中心軸按一定的螺旋角度卷繞 而成的無(wú)縫圓筒 碳原子間是s p 2 雜化 管徑在0 7 3 0 i l m 之間 長(zhǎng)度為微米量級(jí) 兩端由半j 球形富勒烯封口 2 3 根據(jù)石墨片層的數(shù)量又可以將碳納米管分為單壁管和 多壁管 碳納米管壁中存在的拓?fù)鋵W(xué)缺陷使得碳納米管具有高反應(yīng)活性以及不同螺 4 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論義 旋性和直徑?jīng)Q定了金屬性和半導(dǎo)體性 從而決定了不同的反應(yīng)活性 2 4 同時(shí)也具高 比表面積 理論計(jì)算表明碳納米管的比表面積可在5 0 1 3 1 5 m 2 g 的較大范圍變化1 2 5 多壁碳納米管由b e t 測(cè)定的比表面積為1 0 2 0m 2 儋 正是這些特性使得碳納米管成 為具有高吸附性能的吸附劑 水中含有的對(duì)人體有害的重金屬元素 當(dāng)使用常規(guī)的 吸收劑也很難滿足要求時(shí) 碳納米管表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附能力 用于處理微污染或深 度處理 碳納米管不僅能吸附水中的非金屬離子 2 6 2 7 1 和有機(jī)污染物 2 8 3 2 1 還對(duì)很多重金 屬離子都具有較好的吸附性能 李延輝 等 3 3 用經(jīng)硝酸處理過(guò)的碳納米管對(duì)p b 2 的 吸附進(jìn)行了研究 指出硝酸處理過(guò)的c n t s 不僅增大了表面積 還在表面而引入了 o h c o 一c o o h 等官能團(tuán) 3 4 增強(qiáng)了碳納米管與p b 2 之間的相互作用力 從 而提高了對(duì)p b 2 的吸附量 結(jié)論 3 5 表明 隨溫度的升高 吸附量減少 說(shuō)明c n t s 吸附水中p b 2 十的過(guò)程為放熱過(guò)程 增加p h 值 吸附能力顯著增加 再生試驗(yàn)表明 當(dāng)p h 2 時(shí) 碳納米管上p b 2 的脫附率 達(dá)到8 5 從而可以實(shí)現(xiàn)碳納米管的再生循 環(huán)使用 國(guó)內(nèi)學(xué)者 3 6 通過(guò)在碳納米管表面負(fù)載金屬氧化物c e 0 2 來(lái)吸附水體中鉻的 試驗(yàn)來(lái)研究碳納米管表面稀有金屬氧化物對(duì)重金屬吸附的影響 研究者認(rèn)為c e 0 2 通過(guò)增強(qiáng)碳納米管表面的電學(xué)性能 提高了碳納米管對(duì)重金屬等污染物的吸附能力 c h e n 等 3 7 用經(jīng)酸處理后的多壁碳納米管吸附n i 2 當(dāng)n i 2 的濃度為o 2m l 時(shí) 吸附量可達(dá)7 5m g o 當(dāng)p h 值由3 5 增 大到8 時(shí) 碳納米管對(duì)n i 2 的吸附率有明顯 的增加 這是因?yàn)閜 h 值較低時(shí) 碳納米管主要表現(xiàn)了對(duì)h 的吸附 隨著p h 值的 增大 水中h 的減少減小了與金屬離 子的競(jìng)爭(zhēng) 從而提高了碳納米管對(duì)金屬離子 的競(jìng)爭(zhēng) 3 8 還有研究人員 3 9 用h 2 0 2 i h n 0 3 h 2 0 2 但這三種氧化方式在 碳納米管表面帶來(lái)的酸性官能團(tuán)按數(shù)量多少為h n 0 3 咖0 4 h 2 0 2 這可能是由 于k m n 0 4 在氧化過(guò)程中沉積了一部分過(guò)度金屬氧化物在碳納米管表面 但是m n 0 2 在吸附過(guò)程中的作用和行為還有待進(jìn)一步提高 1 6 2 碳納米管材料作為吸附劑對(duì) 水中汞離子的吸附與富集 1 6 2 1 碳納米管對(duì)水中汞離子的吸附研究 a 1 a n 等 4 0 探討了碳納米管在純化和氧化條件下對(duì)h 9 2 的固定吸附 形成了 c n t c o o 2 h g 和 c n t 0 2 h g 這兩種化合物在碳納米管的表面濃度之比估計(jì)為 3 0 7 0 國(guó)內(nèi)學(xué)者研究了硝酸活化的碳納米管對(duì)水中汞離子的吸洲4 1 1 最佳條 件下 初始汞濃度為2 0 m l 時(shí) 硝酸活化的碳納米管對(duì)水中汞離子的吸附容量為 1 6 6 3 m g 陳光輝 4 2 等研究了不同活化方法處理的碳納米管 結(jié)果顯示碳納米管 對(duì)水中汞離子的吸附有了大幅度的提高 氧化后的碳納米管對(duì)水中離子的吸附提高 5 1 仁北i 也力人學(xué)碩士學(xué)位論文 主要是因?yàn)橐肓艘恍┖趸鶊F(tuán) 一方面增加了材料的親水性能 提高了材料的分 散 另一方面 這些含氧基團(tuán)與汞離子的結(jié)合力較強(qiáng) 研究 4 3 發(fā)現(xiàn)通過(guò)硝酸和三氧 化硫氣體修飾的碳納米管在2 0 0 處理2 h 時(shí)的材料負(fù)載最大量的s o c s c o 和 c o o h 基團(tuán) 增強(qiáng)材料在水溶液中分散的同時(shí)提高了其對(duì)水中汞離子的吸附 國(guó) 外學(xué)者 4 4 舶 研究了c n t s g a c 對(duì)水中汞離子的吸附 吸附容量受到溶液p h 攪拌速 度 吸附劑用量 溫度等因素的影響 并對(duì)吸附進(jìn)行了吸附等溫曲線方程擬合 接 觸時(shí)間是影響吸附的最主要因素 吸附容量隨溫度升高降低 1 6 2 2 碳納米管作為固相萃取材料對(duì)水中汞離子的富集研究 碳納米管材料應(yīng)用在固相萃取技術(shù)方面吸附富集水中的汞離子 固相萃取技術(shù) 可以選擇性分離所要分析的物質(zhì) 干擾成分通過(guò)沖洗穿過(guò)柱子可以達(dá)到去除干擾成 分的作用 填料是固相萃取技術(shù)的核心 選擇目標(biāo)物具有適中吸附性的填料是必不 可少的 學(xué)者 4 7 用活化的碳納米管為固相萃取填料選擇性吸附富集水中的汞離子 考察了一系列的條件 包括緩沖溶液 溶液p h 流速等 活化的碳納米管填充柱具 有很好的預(yù)富集和回收效率 實(shí)驗(yàn) 4 8 用三種活化方法修飾碳納米管 包括濃h n 0 3 l m o l l n h 4 s 2 0 8 和5 0 h 2 0 2 和l m o l l h 2 s 0 4 混合溶液在一定溫度下活化修飾 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明吸附在碳納米管的汞元素以h g o h 2 和h g i i 形式存在 還比較了碳納米管 的直徑 長(zhǎng)度等因素對(duì)萃取效率的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 長(zhǎng)度5 1 5 u m 管徑4 0 6 0 姍 的碳納米管經(jīng)硝酸處理后具有最高的萃取效率 可見(jiàn) 碳納米管的活化程度影響碳 納米管長(zhǎng)度時(shí) 也會(huì)影響碳納米管對(duì)水中汞離子的吸附效果 1 7 課題研究?jī)?nèi)容 本課題將針對(duì)碳納米管這種新型吸附材料吸附水中汞離子展丌研究 通過(guò)一定 的方法活化改性 合成制備修飾碳納米管材料 借助儀器表征手段研究材料的結(jié)構(gòu) 討論吸附機(jī)理 研究p h 反應(yīng)時(shí)間 溫度等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)吸附的影響 探索研究吸 附容量高 易分離 可再生的新型吸附材料 課題研究主要內(nèi)容有 1 通過(guò)研究包括硝酸 硫酸 雙氧水 次氯酸鈉 高錳酸鉀等7 種活化方 法處理的碳納米管的吸附條件 研究活化方法對(duì)吸附性能的影響 利用活化的碳納 米管為固相萃取材料 建立固相萃取柱的填充方法 建立液相溶液固相萃取的動(dòng)態(tài) 吸附和自動(dòng)沈脫裝置 詳細(xì)考察影響吸附富集的實(shí)驗(yàn)條件 2 制備基于包括a g p d s e 等不同會(huì)屬和化合物的修飾碳納米材料 考察 部分材料金屬含量 p h 溫度 時(shí)間 共存離子等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)汞離子吸附效率的影 響 選擇提出能提高材料對(duì)汞離子吸附性能的元素或化合物 考察吸附材料的吸附 6 北電力大學(xué)碩士學(xué)位論義 容量 對(duì)吸附曲線進(jìn)行擬合 探討吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征 3 通過(guò)化學(xué)共沉淀法在活化的碳納米管上負(fù)載鐵氧化物 使材料具有磁性 詳細(xì)試驗(yàn)了主要影響因素對(duì)吸附的影響 并對(duì)材料吸附水中汞離子進(jìn)行了 f r e u n d l i c h 和l a n g i l l u i r 等溫吸附曲線擬合 結(jié)合儀器表征實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討吸附機(jī)理 4 通過(guò)在磁性材料負(fù)載a g p d 和s e 粒子 制備具有磁性的高吸附容量 高選擇性 可磁性分離的復(fù)合材料 研究吸附劑的洗脫效果 使部分材料實(shí)現(xiàn)再生 和重復(fù)利用 1 8 本章小結(jié) 本章對(duì)目前水中汞污染的控制方法進(jìn)行了介紹 比較了各種去除方法 吸 附法具有吸附效率高 二次污染小 操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) 但同時(shí) 吸附劑種類的 選擇和性能的研究是關(guān)鍵 因此 亟待開(kāi)發(fā)出新的吸附劑 能克服已有汞離子 吸附劑的吸附容量小 選擇性差和不易回收的特點(diǎn) 1 汞污染來(lái)源廣泛 低濃度的 汞離子通過(guò)生物富集和生物轉(zhuǎn)化毒性顯著 增強(qiáng) 因此對(duì)于低濃度的汞離子的控制就顯得十分必要 2 比較不同去除水中汞離子的方法 發(fā)現(xiàn)吸附法對(duì)低濃度的汞離子有良 好的去除效率 二次污染小 操作簡(jiǎn)單和吸附劑種類多等優(yōu)點(diǎn) 3 比較各種天然的和人工合成的材料吸附水中汞離子可以看出 引入具有 強(qiáng)絡(luò)合能力的功能基團(tuán)實(shí)現(xiàn)吸附材料的改性 可以提高吸附性能 目i 仃碳納米管吸 附水中汞離子的研究集中于表面活化引入含氧基團(tuán)的碳納米管材料 4 影響碳納米管吸附富集水中汞離子的因素很多 包括碳納米管本身的性 質(zhì) 如管徑 長(zhǎng)度 溶液條件 如p h 溫度 汞離子初始濃度 操作條件等 5 介紹了論文的研究?jī)?nèi)容 包括活化方法對(duì)碳納米管吸附水中汞離子的影 響 通過(guò)考察活化碳納米管作為固相萃 馭填料 考察條件對(duì)材料吸附富集水中汞離 子的性能 通過(guò)負(fù)載特異性粒子和磁性粒子考察對(duì)材料吸附汞離子的條件和吸附容 量的影響 通過(guò)各種表征手段和熱力學(xué) 動(dòng)力學(xué)分析來(lái)研究特異性材料對(duì)汞離子的 吸附機(jī)理 7 f 掙北i 乜力人學(xué)碩 j 學(xué)位論文 第2 章活化碳納米管作為固相萃取材料吸附富集水中 h 9 2 離子 2 1 引言 固相萃取是通過(guò)固體吸附劑的選擇性吸附和洗脫將液體樣品 固體樣品也可制 成液體樣品 中的目標(biāo)化合物與干擾化合物分離 以達(dá)到富集 分離 凈化樣品的 目的 4 9 當(dāng)樣品通過(guò)固相萃取柱時(shí) 目標(biāo)化合物被吸附在固體表面 其他組分則隨 樣品母液通過(guò)柱子 最后再用適當(dāng)?shù)娜軇⒛繕?biāo)化合物洗脫并收集 為了達(dá)到以上 目的 通常需在溶液中加入絡(luò)合劑來(lái)實(shí)現(xiàn)材料對(duì)目標(biāo)物的特異性吸附 固相萃取技 術(shù)避免了相分離操作 操作簡(jiǎn)單 快速 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 可以實(shí)現(xiàn)高的回收率和 富集倍數(shù) 由于碳納米管可以預(yù)富集水中痕量的汞離子 然后通過(guò)洗脫的手段達(dá)到材料的 再生和重復(fù)利用 故通常作為固相萃取的材料 用于分析檢測(cè)樣品中的痕量汞 碳 納米管的發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)決定了其優(yōu)良的吸附能力和解吸附能力 尤其是經(jīng)過(guò)氧化處 理的碳納米管是一種吸附性能優(yōu)越的吸附材料 由于碳納米管具有疏水性 在去除 水中污染物的過(guò)程中不容易被分散 所以可以通過(guò)一定的活化方法 5 m 5 4 1 不僅截?cái)?了碳納米管 打丌端口 還在碳納米管表面引入一o h c o c o o h 等官能團(tuán) 提 高其親水性和與汞的結(jié)合能力 從而提高碳納米管對(duì)c u 2 c d 2 c r 6 c 0 2 等金 屬離子的吸附量 已被成功用于去除水體中有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物 包括多壞芳 烴 有機(jī)氯農(nóng)藥以及鉛 鉻等具有吸附脫除作用 目前對(duì)于碳納米管吸附富集水中汞離子的研究還較少 該實(shí)驗(yàn)研究比較了不同 活化方法處理的碳納米管對(duì)汞離子的吸附特性 找出了最佳的碳納米管活化方法以 分離富集水中的汞離子 成功建立了碳納米管固相萃取 原子熒光光譜法測(cè)定樣品中 痕量汞的新方法 2 2 實(shí)驗(yàn)部分 2 2 1 儀器和試劑 q m 2 0 l 熒光測(cè)汞儀 蘇州市青安儀器有限公司 s h h w 2 l 三用電子恒溫水箱 北京中興偉業(yè)儀器有限公司 d h g 一9 0 3 0 a 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè) 備有限公司 f i a 3 1 l o 流動(dòng)注射分析處理儀 北京幾天儀器有限公司 p h s 3 c 型數(shù)字式酸度計(jì) 江蘇江分電分析儀器有限公司 d z k s 4 電熱恒溫水浴鍋 北 華北l u 力人學(xué)碩士學(xué)位論文 京市永光明醫(yī)療儀器廠 h j 1 磁力加熱攪拌器 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司 h g 標(biāo)準(zhǔn)貯備液 g s b 0 4 1 7 2 9 2 0 0 4 國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心 h g i i 工作溶液 1 p 咖l 取1 0 0 0 p 咖 lh g 儲(chǔ)備液o 1 m l 用去離子水至1 0 0 m l 5 0 n g m lh 孑 溶液 準(zhǔn)確移取1 0 i g m lh g i i 工作液o 2 5 m l 用去離子水定容至 5 0 m l o 1 w v 吡咯烷二硫代氨基甲酸銨 a p d c 溶液 取0 1 9 a p d c 軍事醫(yī) 學(xué)科學(xué)院 溶于2 5 m l 乙醇 用去離子水定容至1 0 0 m l 濃硝酸 天津永飛化工廠 5 0 濃硝酸 濃鹽酸 天津永飛化工廠 濃硫酸 天津永飛化工廠 雙氧水 天 津新通精細(xì)化工有限公司 次氯酸鈉 天津市進(jìn)豐化工有限公司 高錳酸鉀 天 津市進(jìn)豐化工有限公司 氨水 天津新通精細(xì)化工有限公司 1 0 氯化亞錫 天 津市天達(dá)化工實(shí)驗(yàn)廠 溶液 取1 0 9 氯化亞錫溶于1 0 m lh c l 用去離子水定容至 1 0 0 m l 臨用時(shí)現(xiàn)配 實(shí)驗(yàn)中所用碳納米管采購(gòu)自深圳市納米港有限公司 其直徑為2 0 4 0 呦 長(zhǎng)度 為1 2 岬 純度 9 5 2 2 2 碳納米管的活化處理 1 h n 0 3 活化在消解罐中 取2 0g 碳納米管加入5 0m l 濃硝酸 1 4 0 回 流1 h 冷卻 傾出剩余硝酸 用去離子水將修飾后的碳納米管洗滌至清洗液為中性 在1o o 下烘干4 h 備用 2 h 2 s 0 4 活化取2 0 9 碳納米管于2 0 0 m ll m o l l h 2 s 0 4 中 超聲3 0 m i n 使 碳納米管與液體混合均勻 然后在2 5 下攪拌3 6 h 傾出剩余硫酸 用去離子水將 修飾后的碳納米管沈滌至清沈液為中性 在1 0 0 下烘干1 2 h 備用 3 h 2 0 2 活化取2 0 9 碳納米管于2 0 0 m lh 2 0 2 中 超聲3 0 m i n 然后在8 0 下恒溫?cái)嚢? h 冷卻 傾出剩余h 2 0 2 用去離子水將修飾后的碳納米管洗滌至清 洗液為中性 在1 0 0 下烘干4 h 備用 4 n a c l o 活化取2 0 9 碳納米管于2 0 0 m l6 0 n a c l 0 溶液中 超聲3 0 m i n 然后在8 5 下恒溫?cái)嚢? h 冷卻 傾出剩余n a c l o 溶液 用去離子水將修飾后的 碳納米管洗滌至清洗液為中性 在7 0 下烘干1 2 h 備用 5 k m n 0 4 活化取2 o g 碳納米管于2 0 0 m l 含有2 9l 洲n 0 4 液體中 超聲3 0 m i n 然后在8 5 下恒溫?cái)嚢? h 冷卻 傾出剩余液體 用去離子水將修飾后的碳納米 管沈滌至清洗液為中性 在1 0 0 下烘二f4 h 備用 6 l m n 0 4 h 2 s 0 4 活化取2 0 9 碳納米管于2 0 0 m l 含有2 9l 9 和p h 7 之后 隨p h 值增高而降低 在萃取 效率達(dá)到最高值后 其他幾種碳納米管的萃取效率隨p h 變化沒(méi)有明顯變化 結(jié)果 如圖2 1 所示 1 0 0 o 8 0 0 摹 i6 0 0 料 輦4 0 o 餐 2 0 0 0 0 審一h n 0 3 陋一h 2 s 0 4 矗一h 2 0 2 器一n a c l o k m n 0 4 一k m n 0 4 h 2 s 0 4 3456 7891 01 11 2 卜h n 0 3 h 2 s 0 4 p h 值 圖2 1p h 對(duì)吸附效率的影響 2 3 1 2 平衡時(shí)間對(duì)吸附效率的影響 實(shí)驗(yàn)研究了在最佳p h 6 時(shí) 吸附時(shí)間對(duì)各種碳納米管吸附效率的影響 從圖 2 2 中發(fā)現(xiàn) 在丌始的一段時(shí)間 隨吸附時(shí)間的增加 碳納米管吸附汞離子的效率 有較顯著的增強(qiáng) 然后 隨吸附時(shí)間的繼續(xù)增加 這種吸附效率增長(zhǎng)趨于緩慢 最 終吸附達(dá)到平衡 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 用h 2 s 0 4 和h n 0 3 共同處理的碳納米管的萃耿效 率最高 達(dá)到9 0 4 其次為硝酸和硫酸分別處理的碳納米管 01 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 07 08 09 01 0 0 吸附時(shí)間t 1 1 1 i n 幽2 2 平衡時(shí)間對(duì)吸附效率的影響 l l 一 一h n 0 3 x h 2 s 0 4 一 c h 2 0 2 一一一n a c i o 一0 k m n 0 4 i k m n 0 4 h 2 s 0 4 h n 0 3 h 2 s 0 4 o 0 0 o o o o o 加 如加 華北i 也力人學(xué)順 1 學(xué)位論文 2 3 1 3 絡(luò)合劑濃度對(duì)吸附效率的影響 碳納米管表面更多表現(xiàn)為疏水性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)通過(guò)活化方法的處理 引入了活性基 團(tuán) 一定程度上增加碳納米管的親水性 溶液中h f 表現(xiàn)為很高的親水性 實(shí)驗(yàn)中 的加入的絡(luò)合試劑a p d c 可以與h 礦 形成疏水性絡(luò)合物 提高碳納米管對(duì)h f 的 吸附效率 實(shí)驗(yàn)配制了o 1 珈內(nèi) a p d c 溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 通過(guò)加入 一1 0m l 不同體 積的0 1 州v a p d c 溶液來(lái)考察絡(luò)合劑添加量對(duì)萃取的影響 如圖2 3 實(shí)驗(yàn)表 明 不加絡(luò)合劑時(shí) 用h 2 s 0 4 和h n 0 3 共同處理的碳納米管的萃取效率最高 達(dá)到 9 0 4 明顯高于未經(jīng)處理的碳納米管7 7 8 當(dāng)加入o 5m l o 1 m v a p d c 溶液 時(shí) 各種活化的碳納米管對(duì)h 9 2 絡(luò)合物的吸附效率都有了明顯的提高 硝酸 硫酸 雙氧水 次氯酸鈉 高錳酸鉀 高錳酸鐘和硫酸 硝酸和硫酸氧化活化后的碳納米 管在未加入絡(luò)合劑的情況下對(duì)h f 的吸附效率分別為8 4 2 8 1 2 7 6 3 7 3 5 7 9 5 7 2 2 9 0 4 然而 添加了絡(luò)合劑以后吸附效率分別為9 7 4 9 6 9 9 5 8 9 3 1 9 4 2 9 3 5 9 6 1 同時(shí) 研究還發(fā)現(xiàn) 未經(jīng)活化處理的碳納米管表現(xiàn)出了對(duì)絡(luò)合 物最優(yōu)越的萃取效果 吸附效率達(dá)到9 8 9 高于其他經(jīng)活化的碳納米管材料 這 是因?yàn)槲唇?jīng)處理的碳納米管表現(xiàn)出更好的疏水性使其與汞的絡(luò)合物結(jié)合能力更強(qiáng) 裝 配 褂 贛 乏 督 0 0 10 2o 30 40 50 60 70 80 91 加0 1 a p d c 的體積v 1 1 1 l 圖2 3 絡(luò)合劑濃度對(duì)吸附效率的影響 2 3 1 4 溫度對(duì)吸附效率的影響 一朱活化 韙一h n 0 3 h 2 s 0 4 一h 2 2 舜赫n a i o 一 k m n 0 4 一k m n 0 4 h 2 s 0 4 一h n 0 3 h 2 s 0 4 在最佳p h 條件下 p h 6 加入0 1 m v a p d c 絡(luò)合劑o 5 m l 吸附平衡時(shí) 問(wèn)為7 01 1 1 t i n 考察在2 5 一8 5 不同溫度條件下 碳納米管對(duì)a p d c h g 絡(luò)合物的萃 取效率 從圖中2 4 可以看出 用k m n 0 4 k m n 0 4 和h 2 s 0 4 混合溶液活化的碳納 米管的萃取效率隨溫度的增高而增高 其他幾種方法處理的碳納米管對(duì)a p d c h g 絡(luò)合物的吸附效率隨溫度的變化不明顯 1 2 0 0 0 0 0 0 0 蝤 踮 跚 乃 加 華北電力火學(xué)碩 卜學(xué)位論文 一 裝 配 斟 較 s 2 i 蓉 2 53 54 55 56 5 7 58 5 溫度t 扣來(lái)處理 酗h n 0 3 噎一h 2 s 0 4 一h 2 0 2 洳n a c i o 一k m n 0 4 卜 k m n 0 4 h 2 s 0 4 h n 0 3 h 2 s 0 4 圖2 4 溫度對(duì)吸附效率的影響 2 3 1 5 共存離子的影響 共存離子有可能在碳納米管吸附過(guò)程中與h 孑 競(jìng)爭(zhēng) 從而降低萃取效率 實(shí)驗(yàn) 考察了n a k c a 2 m 礦 z n 2 c u 2 a 1 3 f e 3 1 0 0 0p g m l 和c 1 n 0 3 s 0 4 2 c 0 3 2 5 0 0 m l 對(duì)萃取分離的影響 結(jié)果顯示 m 9 2 的存在會(huì)降低用 n a c l 0 l h 星r h g a p d c 1 0 0 0 9 8 0 摹 9 6 o 幺 婪 9 4 o 鍪 格9 2 o 9 0 0 024681 0 加0 1 a p d c 體積v m l a 絡(luò)合劑a p d c 濃度對(duì)苯取效率的影響 1 4 1 2 o 0 o 0 0 0 o 2 0 8 6 4 2 n 1 1 妊逛球恤 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 o2 4681 01 2 加0 1 a p d c 體積v m l b 絡(luò)合劑a p d c 濃度對(duì)富集倍數(shù)的影響 圖2 6 絡(luò)合劑a p d c 濃度對(duì)萃取效率和富集倍數(shù)的影響 2 3 2 3 不同d h 對(duì)萃取效率的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示 p h 在2 一1 2 之間 但萃取效率變化不明顯 均高于9 5 在p h 4 時(shí) 萃取效率最高 達(dá)到9 6 5 如圖2 7 裝 2 斟 蔌 娶 格 l23456 7891 0l l1 21 3 p h 值 圖2 7p h 對(duì)萃取效率的影響 2 3 2 4 流速對(duì)分離富集的影響 流速對(duì)于萃取效率的影 i 匈很小 在流速為2 m 1 m i n 中時(shí) 萃取效率最高 達(dá)到 1 0 0 在0 5 4 m 1 l n i n 的流速范圍內(nèi) 萃取效率都高于9 8 流速對(duì)富集倍數(shù)有較 大影響 當(dāng)流速為0 5 m l m i n 時(shí) 富集倍數(shù)最高達(dá)到1 0 6 倍 見(jiàn)圖2 8 在流速 2 m l m i n 時(shí) 富集倍數(shù)趨于穩(wěn) 定 0 0 o o 0 o o 2 o 8 6 4 2 o 凝迎球恤 鰓 舛 蛇 華北電力人學(xué)順i 學(xué)位論文 ulz345 流速v m l m i n 圖2 8 流速對(duì)富集倍數(shù)的影響 2 3 2 5 進(jìn)樣體積對(duì)分離富集的影響 將1 p g 的h 孑 定容至不同體積 考察溶液體積的變化對(duì)萃取效率的影響 結(jié) 果顯示 當(dāng)進(jìn)樣體積 4 0 0 m l 時(shí) 萃取率為7 0 如圖2 9 考慮到p h 對(duì)萃取效率 影響不大 所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)槿芤褐泄亢艿蜁r(shí) 汞離子與碳 納米管的接觸時(shí)間較短 從而對(duì)萃耿效率產(chǎn)生的影響 在進(jìn)樣體積為5 0 3 0 0 m l 時(shí) 即溶液中汞含量 4 n m l 時(shí) 萃取效率都能達(dá)到9 0 以上 1 0 0 0 鋈 8 0 o 霹 6 0 o 蓍4 0 o 佟 2 0 o 0 o ul u u2 u o3 u 04 0 05 0 0 進(jìn)樣體積v m l 圖2 9 進(jìn)樣體積對(duì)蒂取效率的影響 2 3 2 6 共存離子的影響 分別加入n a k 1 0 0 0 p p m m n 2 z n c u 2 c d 2 a 1 3 5 0 0 p p m 陽(yáng) 離子和c l n 0 3 s 0 4 厶 c 0 3 2 p 0 4 3 等陰離子 1 0 0 0 p p m 萃取效率都在9 5 以上 洗脫效率達(dá)到8 4 6 以上 常見(jiàn)共存離子對(duì)h g 的分離富集無(wú)明顯影響 2 3 2 7 吸收容量的測(cè)定 吸附容量的計(jì)算如式2 3 1 6 0 0 0 o o o 0 2 o 8 6 4 2 o i i 糕逛球恤 華北電力人學(xué)壩i j 學(xué)位論文 廬 島一c c v m 2 3 式中 v 為溶液體積 5 0 m l m 為填充的碳納米管質(zhì)量 見(jiàn)圖2 1 0 穿透濃 度為1 0 p g m l 吸附量為2 7 6 1 0 6 g 05 0 0 0 l0 u 0l5 u u u2 u 0 0 02 5 0 u u 進(jìn)水汞濃度c n g m l 圖2 1 0 碳納米管吸附h 礦 的穿透曲線 2 3 2 8 分析特性考察 用建立的分析方法 分析測(cè)定不同 濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列 繪制富集后的標(biāo)準(zhǔn)曲線 見(jiàn)圖2 1l 標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)r 1 2 0 9 9 5 富集后的特性曲線線性相關(guān)系數(shù) r 2 2 0 9 9 7 線性良好 富集后標(biāo)準(zhǔn)曲線與富集前標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率之比為4 9 明顯 提高了分析測(cè)定的靈敏度 2 5 0 0 2 0 0 0 山 靼 亡l 1 5 0 0 捫旺 j j 交1 0 0 0 5 0 0 0 富集后 瓣朱富集 02 04 06 08 01 0 01 2 0 汞離子濃度 n 咖l 幽2 11 碳納米管吸附汞離子富集前后標(biāo)準(zhǔn)曲線 2 3 2 9 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析及樣品分析 在最佳條件下 取含汞量5 0 n 酌1 1 l 的溶液5 0 m l 在最佳條件下進(jìn)行固相萃取分 如 筋 加 b m 5 o 一凹 33u蛹蓮簽 產(chǎn)北i 力大學(xué)碩二i 學(xué)位論義 離富集的實(shí)驗(yàn) 洗脫率均能達(dá)到l o o 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 生物樣品和化妝品分別用 h n 0 3 h 2 0 2 1 0 4 在9 0 下消解8 h 冷卻后調(diào)節(jié)p h 定容至5 0 m l 其他條件 都為各影響因素的最佳條件 測(cè)得樣品含汞量 見(jiàn)表2 1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)柑橘葉 國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)g b w l 0 0 2 0 地球化學(xué)勘察研究所 的回收率達(dá)到8 5 7 表2 1 樣品分析結(jié)果 2 4 小結(jié) 本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了不同的氧化改性方法處理的碳納米管吸附水中汞離子的 特性 考察了溶液p h 值 吸附時(shí)間 絡(luò)合劑的濃度以及溫度等因素對(duì)不同改性處 理的碳納米管的吸附效率的影響 利用硝酸活化的碳納米管為固相萃取材料 建立 液相溶液固相萃取的動(dòng)態(tài)吸附和自動(dòng)沈脫裝置 詳細(xì)考察影響吸附富集的實(shí)驗(yàn)條件 主要結(jié)果如下 1 比較不同活化方法處理的碳納米管 結(jié)果表明 幾種方法活化的碳納 米管在p h 5 6 時(shí) 吸附效率達(dá)到最大值 碳納米管經(jīng)過(guò)不同的改性活化后 平衡 時(shí)間有較明顯的差別 經(jīng)h 2 s 0 4 處理的碳納米管能較快的達(dá)到吸附平衡 2 硝酸 硫酸 雙氧水 次氯酸鈉 高錳酸鐘 高錳酸鉀和硫酸 硝酸和 硫酸氧化活化后的碳納米管在未加入絡(luò)合劑的情況下對(duì)h 礦 的吸附效率分別為 8 4 2 8 1 2 7 6 3 7 3 5 7 9 5 7 2 2 9