纳米材料在水环境中污染物的吸附研究p
纳米纤维材料高效净水技术应用

纳米纤维材料高效净水技术应用近年来,水资源的日益紧缺以及水污染问题的日益凸显,使得水环境治理成为世界各国重要的议题之一。
在此背景下,纳米纤维材料作为一种新兴的分离材料,日益受到研究者的重视。
其具有高比表面积、微孔结构和优异的分离性能等特点,使得其在水处理领域展现出了巨大的潜力。
本文将介绍纳米纤维材料在高效净水技术中的应用,并对其未来的发展进行展望。
首先,纳米纤维材料在微污染物去除方面表现出了良好的应用前景。
在传统水处理技术中,如混凝、沉淀、过滤等方法对于微量有机物和无机物的去除效果较差。
而纳米纤维材料具有高比表面积、多孔结构以及调控孔径的能力,能够更好地吸附各种微量污染物,如重金属离子、有机物、微塑料等。
纳米纤维材料可以通过表面修饰或功能化来提高对特定污染物的选择性吸附,从而实现高效去除微污染物的目的。
其次,纳米纤维材料还可通过膜分离技术实现高效的水处理。
纳米纤维材料具有高通量、高选择性和抗污染的特点,适用于微滤、超滤和纳滤等分离过程。
采用纳米纤维膜分离技术可以有效去除水中的悬浮物、细菌、病毒、胶体等微小污染物,从而获得高纯度的水。
此外,纳米纤维材料的层状结构和多孔结构还能够阻止一些大分子有机物的穿透,达到高效去除的效果。
另外,纳米纤维材料在水处理中的应用还可以与其他技术相结合,形成复合材料,进一步提高净水效果。
例如,纳米纤维材料与活性炭、银纳米粒子等材料复合可以实现对有机物和微生物的去除和灭活,使得废水的处理更加全面。
此外,纳米纤维材料与其他纳米颗粒的复合也可以用于去除重金属离子等特殊污染物。
通过合理设计纳米材料复合体系,可以根据不同污染物的特性和含量来实现定制化的水处理。
随着纳米技术的不断发展和纳米纤维材料制备技术的成熟,纳米纤维材料在水处理领域的应用有望取得更大的突破。
未来的发展方向主要包括以下几个方面:首先,进一步提升纳米纤维材料的制备工艺和性能。
目前,纳米纤维材料的制备过程中仍存在一些难题,如纳米纤维的稳定性、耐污染性和机械强度等问题。
MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用

MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用摘要MXene 是一种新型的基功能纳米材料,其具有高度的导电性和可控的表面官能团。
本文综述了 MXene 的合成方法和其在水处理中对有机污染物去除的应用,探讨了其优越性和未来的研究方向。
关键词:MXene;基功能纳米材料;合成;有机污染物去除引言MXene 是一种新型的基功能纳米材料,其名称来源于其结构:M 表示金属原子,X 表示 C 或 N 原子,ene 表示形如石墨烯的层状结构。
MXene 具有高度的导电性、可控的表面官能团,以及极高的比表面积和孔径。
这些特性使得 MXene 在多个领域具有广泛的应用。
水污染是当今世界面临的一个严重问题,特别是有机污染物的存在对水环境安全造成了极大的威胁。
因此,研究高效的水处理方法是十分必要的。
近年来,MXene 的独特性质使其被广泛应用于水处理,尤其是去除水中的有机污染物方面。
本文将从 MXene 的合成方法入手,探讨其在水处理中对有机污染物去除的应用,并总结其在这一领域的优越性和未来的发展方向。
一、 MXene 的合成方法MXene 如何合成是研究的重点之一。
目前, MXene 的合成方法主要分为两类:化学剥离和电化学剥离方法。
(一)化学剥离法化学剥离法是通过化学反应,去除 Ti3AlC2 原料的 A 层和部分B 层来制备 MXene 的。
其中,A 层通常是 Al 或 Al-containing 物质,B 层通常是 Ti 或 Ti3C2。
该方法的步骤如下:1、将 Ti3AlC2 放入酸性溶液中,如 HF、HCl 或 HNO3。
2、酸性溶液可使 A 层和 B 层分离,产生整齐的 MXene 多层石墨烯结构。
3、将 MXene 使用乙醇、二甲苯或 N-Methylpyrrolidone (NMP) 等有机溶剂进行清洗。
化学剥离法的优点是简单易操作、条件温和、制备的产品纯度高。
但是,这种方法仍存在一些问题,如剥离方法选择、剥离后的 MXene稳定性等,限制了其大规模生产。
纳米材料在污染治理领域的应用

纳米材料在污染治理领域的应用现代社会的发展离不开科学技术的支持,而纳米技术的应用已经深入到日常生活的方方面面。
随着人们对环境问题的重视,纳米材料也逐渐在污染治理领域发挥着越来越重要的作用。
一、纳米材料在废水处理中的应用废水是现代工业、生活等活动所产生的一种污染物,严重的会对水源、土地、生态造成不可逆转的破坏。
传统的废水处理方法需要大量的物质、时间和空间,费用高昂,而纳米材料的应用可以解决这些问题。
纳米材料对废水中的有害物质具有特殊的吸附作用,例如,纳米氧化铁具有吸附磷的功能,纳米铜材料可以吸附重金属离子,通过纳米材料来处理废水不仅能够大幅度节省成本,而且可以达到更高效的处理效果。
二、纳米材料在大气污染治理中的应用大气污染已经成为我们生活中难以忽视的一个问题,各种废气、垃圾、烟尘等污染物进入空气,会对我们身体健康造成不良的影响。
经过科学家们的努力研究后,纳米材料也得以在大气污染治理中得到了应用。
一些纳米材料可以催化分解废气中的NOx、SOx等有害气体,这能改善空气质量,适当的量投入,对环境有一定的保护作用。
三、纳米材料在土壤污染治理中的应用纳米材料在污染治理领域的应用还不止于此,对于土壤污染的治理上,科学家们也提出了不少创新得方法。
例如,纳米零价铁可以富集土壤中的有害物质,以及纳米物质也可以降解某些难降解物质。
在不破坏原有生态体系和土地使用权等前提下,纳米材料在土壤污染治理领域的应用将会更为广泛。
四、纳米材料在其他污染治理中的应用纳米技术的应用不仅局限于上述的三个方面,在其他污染治理中,纳米材料的应用也可以构成一个广泛而深入的话题。
例如,纳米材料也可以用于电池污染的治理上,对于一些会被当做垃圾处理的电池等存在较高的对环境危害的物质,有一个适当的处置方案也是迫切的需求。
总之,纳米材料在污染治理领域的应用具有广泛的前景,我们相信在不久的将来,纳米技术的发展将使污染治理得到重大突破。
当然,在纳米材料的应用中,科学家需要进一步加强对它的研究,理性应用,避免在实践中产生意想不到的负面影响。
纳米材料在污水方面的处理

纳米材料在污水方面的处理纳米材料在污水方面的处理引言纳米材料在污水处理中的应用1. 纳米颗粒的吸附作用纳米材料具有较高的比表面积和表面活性,能够吸附水中的污染物质。
通过纳米材料的吸附作用,可以有效去除污水中的有机物、重金属离子等有害物质。
2. 纳米材料的催化作用纳米材料具有良好的催化性能,可以辅助反应物质的降解和氧化。
利用纳米材料的催化作用,可以加速污水中有机物的分解和降解,提高污水处理效率。
3. 纳米材料的膜分离技术纳米材料也可以用于制备膜分离技术。
膜分离技术是一种高效的分离和过滤技术,通过纳米材料的特殊结构和性质,可以实现对不同粒径和成分的污染物的分离和过滤。
4. 纳米材料的光催化降解纳米材料还可以利用光催化降解技术来处理污水。
纳米材料在光照条件下,通过吸收光能产生电子和空穴,从而产生氧化还原反应,降解水中的有机污染物。
纳米材料在污水处理中的优势1. 高效性纳米材料具有较高的比表面积和表面活性,能够提高污水处理的效率。
2. 选择性纳米材料可以通过调整其结构和组成,实现对不同污染物的选择性吸附和分解。
3. 低能耗纳米材料在污水处理过程中,相比传统处理方法,能够降低能耗和化学物质的使用量。
4. 可再生性部分纳米材料具有可再生性,可通过适当的处理方法实现纳米材料的再生和重复利用。
纳米材料在污水处理中的挑战和展望纳米材料在污水处理中面临着以下挑战:1. 稳定性问题纳米材料在长期使用过程中容易发生聚集和沉淀,影响污水处理效果。
2. 生态风险纳米材料可能会对生态环境和生物体产生潜在的风险和影响。
3. 成本问题一些纳米材料的制备和应用成本较高,限制了其在大规模应用中的推广。
,需要进一步研究和改进纳米材料的稳定性、生态安全性和成本问题。
探索新的纳米材料,并将其应用于污水处理中,提高水质处理效果,促进水环境保护和可持续发展。
磁性纳米颗粒表面功能化修饰及其在污水处理中的应用进展

随着社会经济的发展,资源被大量消耗,环境污染问题日益严峻,其中水体污染问题尤为突出。
水体中的主要污染物包括重金属离子、难降解有机染料、农药、抗生素等。
如何低成本、高效率地处理水体中的污染物已成为近年来的研究热点。
磁性纳米颗粒(MagnetiCNanoPartideS,MNPs)是一种具有超顺磁性的无机纳米材料,包括单相金属(如Fe.Co和Ni)及其合金纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒(如FeQJ以及稀土永磁纳米颗粒等。
磁性纳米颗粒具有小尺寸效应、高比表面积、高表面能和高磁响应等特性,在环境工程、医学工程、工业催化、生物技术、电池材料等领域有着巨大的应用前景,而其在污水处理方面的应用也受到了学者的广泛关注。
但磁性纳米颗粒本身具有易团聚、易氧化等缺陷,因此需对颗粒表面进行功能化改性。
本文对MNPs表面功能化修饰及其在污水处理中的应用进展进行了综述,并在此基础上对该领域未来的研究方向进行了展望。
1磁性纳米吸附材料的表面功能化研究进展单一的磁性纳米颗粒因比表面积大,极易发生团聚,严重影响了其稳定性和分散性,也大幅降低了其性能,因此通过对纳米颗粒表面接枝或包覆功能化物质以改善其性能很有意义。
一方面,能有效阻止磁性纳米颗粒团聚、腐蚀及氧化;另一方面能在一定程度上提高复合材料的吸附性能,能够高效吸附污染水体中的重金属离子、难降解有机污染物、无机污染物等,同时在外部磁场作用下将污染物与水分离,通过脱附手段达到资源循环利用的目的。
磁性纳米颗粒表面的功能化材料主要包括有机功能材料和无机功能材料两种类型。
1.1有机功能材料的表面包覆与修饰对磁性纳米颗粒进行表面功能化修饰的有机化合物主要包括有机小分子基团修饰和有机高分子聚合物包覆两种类型。
有机小分子基团包覆修饰形成的功能化纳米颗粒具有较高的分散性、水溶性及生物相容性等优点,按照官能团的类型可将其分为氨基功能化磁性纳米颗粒、竣基功能化磁性纳米颗粒以及筑基功能化磁性纳米颗粒。
纳米科技在环境保护中的应用案例与示范工程介绍

纳米科技在环境保护中的应用案例与示范工程介绍引言:随着人口的增加和工业化的发展,环境问题日益突出。
污染物的排放和资源的浪费给地球环境带来了严重的威胁。
为了解决这些问题,纳米科技应运而生。
借助纳米尺度下独特的性质和效应,纳米科技为环境保护提供了新的解决方案。
本文将介绍一些纳米科技在环境保护中的应用案例,并重点介绍几个示范工程。
一、纳米材料在水处理中的应用案例1. 纳米铁颗粒在地下水污染修复中的应用纳米铁颗粒作为一种强氧化剂和还原剂,可以在地下水中有效降解有机污染物。
研究表明,在纳米铁颗粒的作用下,污染物可以被迅速分解为无害的物质,从而恢复地下水的水质。
这种方法在地下水污染修复领域已经得到了广泛的应用。
2. 纳米复合材料在污水处理中的应用纳米复合材料可以利用其高比表面积和特殊结构的优势,有效地吸附和去除污水中的有害物质。
例如,一些金属氧化物纳米颗粒和活性炭纳米复合材料被广泛应用于废水处理中,能够高效去除有机和无机污染物。
二、纳米材料在空气净化中的应用案例1. 纳米颗粒在空气净化中的应用纳米颗粒因其较大的比表面积和活性表面,具有良好的吸附和催化性能。
通过使用纳米颗粒材料制备的吸附剂和催化剂,可以有效地吸附和分解空气中的有害气体和颗粒物,如二氧化硫、二氧化氮等。
2. 纳米光触媒在空气净化中的应用纳米光触媒是一种利用光催化除臭和杀菌的技术。
通过纳米光触媒,可以利用光能将有害气体分解为无害物质,同时杀灭空气中的细菌和病毒。
这种纳米科技在室内空气净化和公共环境净化方面具有广阔的应用前景。
三、纳米材料在土壤修复中的应用案例1. 纳米材料在有机污染土壤修复中的应用有机污染物的修复是土壤修复的一个重要任务。
纳米材料能够吸附有机污染物并加速其降解,以恢复土壤的肥力和环境质量。
例如,一些纳米磁性材料被使用在有机污染土壤的修复中,通过外加磁场可以实现对纳米材料的定向运送,从而提高有机污染土壤的修复效果。
2. 纳米材料在重金属污染土壤修复中的应用重金属污染是土壤修复的另一个重大问题。
纳米颗粒在污染物吸附去除技术中的应用优势简述

纳米颗粒在污染物吸附去除技术中的应用优势简述污染物的存在给环境和人类健康带来了严重威胁,因此研究和发展有效的污染物去除技术非常重要。
纳米颗粒作为一种具有特殊结构和性质的材料,在污染物吸附去除中显示出了独特的应用优势。
本文将对纳米颗粒在污染物吸附去除技术中的应用优势进行简述。
首先,纳米颗粒具有极大的比表面积。
纳米颗粒的特点就是其体积相对较小,而比表面积相对较大。
这意味着相同质量的纳米颗粒相比传统颗粒材料,拥有更多的充分暴露表面可用于吸附污染物。
这种巨大的比表面积使纳米颗粒具有更高的吸附效率和吸附容量,从而加强了污染物的去除效果。
其次,纳米颗粒具有可调控的表面性质。
纳米颗粒的表面性质可以通过表面修饰和功能化来调控,从而使其具有更好的选择性吸附能力。
例如,通过改变纳米颗粒的表面化学性质,可以增强其与目标污染物之间的亲和力,实现高效吸附。
此外,纳米颗粒的表面还可以修饰为亲水性或疏水性,进一步增加其对特定污染物的吸附效果。
这种可调控的表面性质赋予了纳米颗粒更多的适应性和灵活性,使其在各种污染物去除过程中具有广泛的应用前景。
第三,纳米颗粒具有快速吸附速度。
由于纳米颗粒具有较小的体积和较大的比表面积,它们可以与污染物迅速接触并吸附,从而实现更快的吸附速率。
相比传统的吸附材料,纳米颗粒可以在较短的时间内达到饱和吸附,大大提高了污染物去除的效率。
这种快速吸附速度使得纳米颗粒在一些对时间要求较高的应用场景中具有很大的优势,例如紧急处理污染事故、水质净化等。
此外,纳米颗粒还具有良好的重复利用性。
在吸附去除过程中,纳米颗粒可以通过简单的再生或者修复步骤恢复吸附能力,减少资源和材料的消耗。
例如,通过调整吸附设备中的物理、化学条件,可以利用纳米颗粒的重复吸附性能,不断循环使用,从而降低了技术成本。
这种良好的重复利用性使得纳米颗粒在长期或连续的污染物处理过程中更具经济性和可持续性。
总结起来,纳米颗粒在污染物吸附去除技术中展现出了独特的应用优势。
纳米材料对于环境污染物治理的综合作用

纳米材料对于环境污染物治理的综合作用随着工业化的发展和人类活动的增加,环境污染问题日益严重。
治理环境污染是当今社会关注的焦点之一。
而纳米材料则成为了一个备受瞩目的治理环境污染新材料。
纳米材料不仅具有高效、环保、可再生的特点,还可以实现对污染物的高效去除和转化,同时对环境的负面影响也较小。
因此,纳米材料的研究和应用在环境污染治理领域引起了广泛关注。
一、纳米材料的种类及其用途纳米材料是指尺寸在1-100纳米之间的物质,具有很高的比表面积和量子效应等特性。
常见的纳米材料主要包括纳米二氧化钛、纳米银、纳米二氧化硅等。
这些纳米材料的应用具有很大的优势,如环境污染治理、医疗卫生、能源和储存等方面。
对于环境污染治理,纳米材料具有广泛的应用前景。
例如,纳米银粒子可以作为抗菌剂和消毒剂应用于水处理领域,纳米二氧化钛具有光催化降解有机物的能力,纳米氧化铁则是含铁污染物的高效去除剂等等。
因此,纳米材料在治理环境污染方面具有综合作用。
二、纳米材料在水污染治理中的应用水污染问题是当前面临的严重环境问题之一。
纳米材料在水污染治理方面,被广泛应用于水污染的去除、分解、吸附等方面,具有广泛的应用前景。
其一,纳米银的应用。
纳米银是一种优秀的抗菌剂,可以杀灭细菌、病毒和其他微生物。
在水处理领域,将纳米银粒子加入水中,可以消灭水中的微生物,达到净化水的作用。
其二,纳米二氧化钛的应用。
纳米二氧化钛具有很高的光催化活性,可以利用阳光将水中的有机物质分解,并将其转化为无害的物质,在水污染治理方面具有广泛的应用前景。
其三,纳米氧化铁的应用。
纳米氧化铁具有较高的吸附能力,可以对重金属离子、有机物等进行吸附去除。
在处理含铁污染物的水体方面,纳米氧化铁是一种高效的去除剂。
三、纳米材料在空气污染治理中的应用空气污染是当前环境污染中不可忽视的问题之一。
纳米材料在空气污染治理方面,也得到了广泛的应用。
其一,纳米银的应用。
纳米银可以将甲醛等空气污染物转化为无害的物质,同时纳米银粒子的高比表面积还可以增加反应的速度和反应效果。
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4.1实验材料
4.1.1仪器
Agilent高效液相色谱仪(HPLC)、电感耦合等离子体光谱仪(ICP-OES)、电子精密天平、高速离心机、控温摇床、1000ml容量瓶、100微升移液枪、25ml移液管、10ml移液管、35ml玻璃离心管、40ml塑料离心管、10ml刻度管。
4.1.2实验试剂
电感耦合等离子体发射光谱仪,简称ICP-OES。其高频电能通过感应线圈耦合到等离子炬得到外观上类似火炬的高频高温放点光源ICP,待测样品溶液进入等离子炬后,高温将其溶胶中的元素电力激发,由于不同元素有不同的能级结构因而发射出各自的特征谱线,根据浦县强度与浓度的函数管子谱线强度信息可以转换为电信号进行测量,从而进行各种元素的定性、定量及半定量的分析。
2.2纳米材料的吸附作用
吸附是气体吸附质在固体吸附剂表面发生的行为其发生的过程与吸附剂固体表面特征密切相关。对于纳米粒子的吸附机理.目前普遍认为:纳米粒子的吸附作用主要是由于纳米粒子的表面羟基作用。纳米粒子表面存在的羟基能够和某些阳离子键合.从而达到表观上对金属离子或有机物产生吸附作用;另外,纳米离子具有大的比表面积,也是纳米粒子吸附作用的重要原因⋯。一种良好的吸附剂,必须满足比表面积大。内部具有网络结构的微孔通道,吸附容量大等条件。而颗粒的比表面积与颗粒的直径成反比。粒子直径减小到纳米级,会引起比表面积的迅速增加。当粒径为10nm时,比表面积为90m"-/g;粒径为5nm时。比表面积为180m2/g;粒径下降到2nm时,比表面积猛增到450m7g日。由于纳米粒子具有高的比表面积,使它具有优越的吸附性能,在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力.提供了在环境治理方面应用的可能性。
4.3实验方法
4.3.1纳米铁粉、纳米铜粉、纳米氧化硅对菲的吸附等温实验
在一组实验中,称取一定量的纳米颗粒(纳米铁粉和铜粉称0.2克,纳米氧化硅称0.25克)于35ml 玻璃离心管内,加入35ml0.01M浓度的硝酸钠,然后用移液枪加入一定量事先配好的高浓度的菲标准溶液,使得玻璃管内具有不同的菲的起始浓度(菲的起始浓度为5ppm-800ppm), 每个浓度点设置2个平行,用铝箔密封并盖上盖子,放入20℃控温摇床振摇(100rpm)24小时后取出,离心后测定上清夜中菲的浓度(平衡浓度)。由起始浓度和平衡浓度之差计算纳米颗粒对菲的吸附量,并用吸附量对平衡浓度作图,得到不同纳米颗粒对菲吸附的等温线。吸附量的计算公式如下:
3.3油类污染物
主要来自于含油废水中,当水体含油量大0.01mg/L可使鱼肉内带有一种特殊的油腻气味儿不能食用,它对水层造成与大气隔绝。破坏了正常的充氧条件,导致水体缺氧,鱼类死亡,致畸致突变,不仅影响海生生物的生长,降低海洋的自我净化能力,而且影响海滨环境。
3.4有毒污染物
废水中的有毒污染物主要指无机化学毒物,有机化学毒物和放射性物质。无机化学毒物主要指重金属及其化合物,大多数重金属离子及其化合物易于被水中悬浮颗粒所吸附,而沉淀于水底的沉积层中长期污染水体,某些重金属及其化合物在鱼类及水生生物体内以及农作物组织内沉积,富集而造成危害,人通过饮用或食物链作用,是重金属在体内累积富集而中毒,甚至导致死亡,有机化学毒物主要是指酚、苯、硝基物、有机农药、多氯联苯、多环芳烃、合成洗涤剂等。这些物质通过自身衰变可能放射出α、β、γ等射线使人患贫血,恶性肿瘤等疾病。
图1 纳米铁粉、纳米铜粉以及纳米氧化硅颗粒吸附菲等温曲线
4.4.2纳米二氧化钛吸附Cu、Pb、Cd等温曲线
试验了纳米二氧化钛在20℃下对不同重金属(Cu、Pb、Cd)吸附随浓度变化的规律,结果如图2所示。从图中可以看出,纳米二氧化钛对Pb的吸附量最大,对于Cu和Cd的吸附量基本一样,当吸附平衡浓度接近于2mg/l时纳米二氧化钛对Cu和Cd的吸附基本达到平衡,吸附达到饱和状态。Pb的吸附平衡浓度在9mg/l左右接近平衡状态。
关键词:纳米材料;吸附;水环境污染物;多环芳烃;重金属
1绪论1
2纳米技术1
2.1概念1
2.2纳米材料的吸附作用1
2.3纳米材料的吸附能力的开发利用1
3水环境中的常见污染物及危害2
3.1耗氧物质2
3.2水体的富营养化2
3.3油类污染物2
3.4有毒污染物2
3.5固体污染物3
4实验研究3
4.1实验材料3
4.1.1仪器3
4.2实验原理
高效液相色谱是一种以流动相为液体,采用高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器的色谱新技术,具有分析速度快,分离效率高和操作自动化等优点。可用于测定高沸点、热稳定性差、分子量大(>400)的有机物质,如多环芳烃、农药、苯并芘、有机汞、酚类、多氯联苯等。色谱法的分离原理是:溶于流动相中的各组分经过固定相时,由于与固定相发生作用(吸附、分配、离子吸引、排阻、亲和)的大小、强弱不同,在固定相中滞留时间不同,从而先后从固定相中流出。又称为色层法、层析法。使用固体吸附剂,被分离组分在色谱柱上分离原理是根据固定相对组分吸附力大小不同而分离。分离过程是一个吸附-解吸附的平衡过 程。常用的吸附剂为硅胶或氧化铝,粒度5~10μm。
4.1.2实验试剂3
4.1.3检测条件3
4.2实验原理3
4.3实验方法4
4.3.1纳米铁粉、纳米铜粉、纳米氧化硅对菲的吸附等温实验4
4.3.2浓度纳米氧化硅吸附Cu、Pb、Cd等温实验4
4.4结果与讨论4
4.4.1纳米铁粉、纳米铜粉、纳米氧化硅对菲的吸附等温曲线4
4.4.2纳米二氧化钛吸附Cu、Pb、Cd等温曲线6
3水环境中的常见污染物及危害
3.1耗氧物质
水中溶解的氧通常为5~10mg/l以维持鱼和水生生物的正常生活和繁殖,在生活污水中许多有机物如蛋白质,脂肪,纤维素等,分解为CO2和H2O过程中需要氧气这势必会影响鱼类的正常生存,在实际工作中常用生化需氧量BOD来表示有机污染物在分解过程中所需要的氧量BOD指标愈高,表示水中有机污染物主要来自于生活污水和工业污水
纳米铁粉(50-60nm)、纳米铜粉(50nm)、纳米氧化硅(20nm)、纳米二氧化钛(35nm)色谱纯甲醇、异丙醇、超纯水、铜离子标准溶液、铅离子标准溶液、
镉离子标准溶液、菲标准品 、硝酸钠、分析纯硝酸钠、优级纯硝酸
4.1.3检测条件
菲的测定采用高效液相色谱仪测定,流动相为甲醇:水 = 90:10,流速1ml/min,检测波长为247nm,进样250bar。铜、铅、镉的测定采用电感耦合等离子体光谱仪测定,事先用铜、铅、镉标准溶液配制成已知的不同浓度梯度的铜离子溶液作为测定时的标准工作曲线。
5结语7
6结论 7
参考文献8
1绪论
据估计,现在纳米材料的市场拥有率在300到450亿美元。尽管这些估算不能明确反映了技术商业化的形成,但毫无疑问的是一定比例的纳米化学工业所成功交易的材料产品必将最终寻找它们进入环境的通道。纳米材料的商业应用已经涉及了许多我们普通的消费产品,例如用于遮光剂和油漆的工业纳米二氧化钛,轮胎的碳纳米管添加剂,作为固体润滑剂的纳米硅颗粒,洗发水、洗涤剂和防汗剂里的纳米氧化铝颗粒。出于修复污染物目的,地下水中已经检测出了纳米颗粒。
2纳米技术
2.1概念
纳米技术是20世纪80年代迅速发展起来的一门交叉性综合学科.它是指在0.1~100纳米尺度范围内.对原子、分子进行操纵和加工的科学技术.包括纳米材料和纳米结构两部分。纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应影响物质的结构和性质。当人们将宏观物体粉碎成超微颗粒并制成纳米材料.它将在热学、力学、光学、电学、磁学的物理性质和化学性质上与普通材料存在很大区别.具有吸收辐射、吸附、催化等新性质。发展纳米技术已成为世界性的重大科学技术活动。
吸附量 = (起始浓度 - 平衡浓度)*溶液体积/称取的纳米颗粒质量
4.4结果与讨论
4.4.1纳米铁粉、纳米铜粉、纳米氧化硅对菲的吸附等温曲线
试验了纳米铁粉、纳米铜粉、纳米氧化硅在20℃下对菲吸附随浓度变化的规律,结果如图1所示。从图中可以看出,纳米氧化硅对菲的吸附量在最低其次是纳米铜粉,最高的为纳米铁粉,当吸附浓度接近于0.6mg/l时纳米铁粉对菲的吸 附基本达到平衡,纳米铜粉和纳米氧化硅吸附浓度基本接近。
2.3纳米材料吸附能力的开发利用
纳米材料的基本构成决定了它超强(10倍以上)的吸附能力,污水中通常含有有毒有害物质,悬浮物,泥沙,铁锈,异味污染物,细菌,病毒等。污水治理就将这些物质从水中去除,由于传统的水处理方法效率低,成本高,存在二次污染 等问题,污水治理一直得不到很好解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题,污水中的贵金属对人体极其有害的物质,但从污水中流失也是资源的浪费,新的一种纳米技术可将污水中的贵金属如金,钌,钯,铂能完全提炼出来,变废为宝。此外纳米TiO具有巨大的比表面积,与废水中有机物更充分地接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面,具有更强的紫外光吸收能力,因而有更强的光催化降解能力,可快速将吸附在其表面的有机物分解,用纳米TiO光催化处理含有有机物的废水被认为是最有效的手段之一。
图2纳米二氧化钛颗粒吸附重金属(Cu、Pb、Cd)等温曲线
5结论
纳米铁粉、纳米铜粉、纳米氧化硅在20℃下对菲吸附随浓度变化的为纳米氧化硅对菲的吸附量在最低其次是纳米铜粉,最高的为纳米铁粉,从吸附平衡常数来看,三种纳米颗粒对菲的吸附能力大小顺序是:纳米铁粉 〉纳米铜粉 〉纳米二氧化硅。
纳米二氧化钛在20℃下对不同重金属(Cu、Pb、Cd)吸附随浓度变化,纳米二氧化钛对Pb的吸附量最大,对于Cu和Cd的吸附量基本相同。
3.5固体污染物
水中的固体污染物主要是悬浮状态,胶体状态和溶解状态形态存在的,一般造成水体外观恶化,改变水颜色影响水生生物和渔业生产以及农田灌溉,燥症土壤坂结不利于农作物生长等。
以上是水环境中我们常见的污染物,针对这些污染物我们可以运用纳米技术来去除环境污染物,包括对有机污染物(多环芳烃,氯苯)重金属离子(Cu、Zn、Cd、Pb)有毒阴离子(F、As、ClO4¯)等吸附作用,以及其他工业纳米材料TiO、ZnO、纳米Fe粉及纳米Cu粉等对含氯有机污染物的去除。而在我实习这段期间主要研究的是纳米材料对多环芳烃和重金属这两大部分进行了试验测定。