活性碳负载纳米零价铁的制备及其处理亚甲基蓝的试验研究.docVIP

景德镇陶瓷学院 水处理综合性设计实验报告 题目：活性碳负载纳米零价铁的制备及其处理亚甲基蓝的试验研究 姓名：郑江涛 电话 指导老师：廖润华 唐燕超 组员：徐新 郑江涛 杨勇 方长裕 刘芳 一．实验目的 利用液相还原法制备活性炭负载纳米零价铁材料（nZVI/AC）。 研究nZVI/AC对亚甲基蓝的处理效果。 二．实验原理 nZVI作为一种具有高比表面、高活性的还原剂.nZVI较高的表面能和磁相互作用使其易团聚成较大的颗粒，从而降低其表面积和活性．因此，将纳米零价铁负载于多孔吸附介质上被认为是获得高效、稳定纳米零价铁的一种有效途径．活性炭具有比表面积大、吸附能力强且原料廉价易得等特点被广泛作为纳米物质的负载材料．因此，本实验以活性炭为载体，以FeSO4与NaBH4为原料，通过液相还原过程制备负载型纳米零价铁(nZVI／AC)颗粒，此外，探讨了载体与nZVI之间的协同作用，并对去除机理进行了初步研究． 无水亚甲基蓝是金红色闪金光或闪古铜色光的粉状物，溶于水，酒精，氯仿，不溶于乙醚，其溶液为蓝色；遇浓硫酸呈黄光绿色；稀释后呈蓝色；水溶液中加入氢氧化钠溶液后呈紫色或出现暗紫色沉淀。三水合亚甲基蓝为发亮的深绿色结晶或细小深褐色粉末，带青铜光泽，无气味，在空气中稳定，溶于水，溶于乙醇，溶液为蓝色，溶于氯仿，不溶于乙醚和苯。能与多数无机盐生成复盐。具碱性，水溶液天蓝色。低毒，避免皮肤和眼睛接触。在化学实验中，分析纯亚甲基蓝可用作化学试剂中的吸附指示剂，也可用以沉淀高氯酸盐和铼酸盐，催化光度测定硒和钼等。同时，亚甲蓝还具有氧化性，可以氧化一些还原性较强的物质，例如葡萄糖或锌，自身被还原成无色的还原态亚甲蓝（有人称亚甲基白）。在被还原后，还原态的亚甲蓝便具有一定的还原性，可以被一些氧化性物质，如空气中的氧氧化，又生成氧化态的蓝色亚甲蓝。 活性炭先在80的硝酸30％（体积分数）中处理4ｈ，然后在60的氨水25％（体积分数）中浸渍2ｈ，两次处理后均用超纯水洗至ｐＨ 不变为止，最后烘干备用．nZVI/AC通过液相还原方法制备。具体步骤为：2ｇ　ＦｅＳＯ4·7Ｈ2Ｏ溶解在ｍＬ溶液中（V水V无水乙醇＝37），最后再加入4ｇ的ＡＣ混匀．该混合液在25下超声2ｈ后再搅拌0.5ｈ，然后逐滴加入ｍＬ新配置的1mol/L NaBH4溶液，滴加过程中持续搅拌．随着NaBH4的加入，溶液逐渐变黑，说明生成了纳米零价铁，反应式如下： Ｆｅ2＋＋2ＢＨ4-＋6Ｈ2Ｏ＝Ｆｅ０＋2Ｂ（ＯＨ）2＋7Ｈ2 NaBH4滴加完毕继续搅拌0.5ｈ，随后将产物真空抽滤分离，并用无水乙醇洗涤3次，使铁完全氧化成三价铁使铁完全氧化成三价铁 1 2 3 4 5 取亚甲基蓝溶液体积（ml） 2.5 5 7.5 10 12.5 亚甲基蓝浓度（g/l） 0.0025 0.005 0.0075 0.01 0.0125 过滤后溶液吸光度（A） 0.412 0.915 1.192 1.684 2.323 色度与pH的实验数据 序号 1 2 3 4 5 6 色度 pH 2 3 4 5 6 8 色度与投剂量的实验数据 序号 1 2 3 4 5 6 色度 投剂量 不同pH值吸附后的废水浓度： 序号 1 2 3 4 5 6 废水吸光度 0.267 0.244 0.213 0.216 0.223 0.266 废水浓度 48.95978 44.73606 39.04322 39.59414 40.87962 48.77614 不同投剂量吸附后的废水浓度： 序号 1 2 3 4 5 6 废水吸光度 0.291 0.294 0.332 0.208 0.194 0.182 废水浓度 53.36714 53.91806 60.89638 38.12502 35.55406 33.35038 又上述实验结果分析： ①其他条件一样时，PH在4左右活性炭负载纳米零价铁处理亚甲基蓝的效果最好。 ②当亚甲基蓝溶液PH在4，其他条件不变时，活性炭负载纳米零价铁投剂量越多，处理效果越好。 六．实验小结 这次实验总的来说做的并不成功，这从实验处理结果可以明显看出，就这次失误来说，首先实验方案中的数据设计不够合理，导致实验结果没有明显做出来。其次，就是药品处理不够认真，导致出现了很多误差，有人为造成的也有不可避免的误差。最后就是实验中组员不够团结。同样的，我在这次实验中得到了实践，锻炼了自己的动手能力，以及自己的组织能力和实验方案撰写能力。最后也更加使我对本专业知识得到更加充分的了解与加深。