生物质杉木炭对铜离子吸附性能的比较研究开题报告

1. 研究目的与意义

水体中的水生生物能富集砷、 铅 、 汞、铬、 镉等重金属 ,人类如长期食用这类富集重金属的水及产品,机体多个系统和器官可能会受损害,严重者可引起癌症。

竹炭是竹材热解的固体产物,是一种多孔性物质,具有较大的比表面积, 并以中孔和大孔为主的特殊孔隙结构。竹炭已广泛用于调湿、有害气体的去除以及污水中的色度 、 浊度、化学需氧量和饮用水中三氯甲烷、硝酸盐氮和氟的去除。研究竹炭对重金属铅离子的吸附 ,探索竹炭对重金属铅离子的吸附规律 ,以期为竹炭在废水处理和饮用水净化等方面的应用, 开发有效去除重金属离子的新型竹炭材料提供理论依据。

2. 国内外研究现状分析

cu2 , pb2 , cd2 , zn2 , hg2 , cr ( Ⅲ , Ⅵ ) 等重金属离子是受到严格控制的环境污染物, 含重金属离子废水主要来源于电镀、金属加工、矿石处理、 冶炼、皮革、化工、电子等工业领域, 如将其直接排放将导致严重的环境污染问题。吸附法是治理重金属离子废水的有效途径之一 ,新吸附材料的研制和已有吸附剂的改性一直是研究的热点问题。

竹炭是以竹材为原料经高温炭化得到的固体产物，具有细密多孔、比表面积大、吸附力强等特点，在环保、医学和食品等领域具有广泛的应用前途。我们将廉价的竹炭作为宏观载体，在其上气相沉积一维纳米炭，制备一种具有多级结构的炭/炭复合材料，研究了一维纳米炭/竹炭对水中铅离子的吸附性能。日本 mochida 组在活性炭纤维及炭黑上生长炭纳米纤维，制得的炭/炭复合材料可应用于空气中脱硫和脱氮。德国马普所的 su 研究组在改性活性炭上气相生长炭纳米管/炭纳米纤维， 通过控制催化剂种类、 炭源/氢气的比例和反应温度来改变一维纳米炭的直径、产率和最终的形貌。

随着竹材产业的迅速发展 ,产生了大量的竹材加工剩余物,如果利用其竹子的生物质特性, 将其制备成竹炭和竹活性炭作吸附材料 ,既节约资源又利于环境保护。pb2 是重要的重金属离子之一, 可以利用竹炭和竹活性炭的吸附性能去除废水中 pb2 。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：稻壳炭材料对铅和铬离子的吸附性能，并比较其吸附性能的差异，并分析原因。

1）吸附速率的分析比较研究；

2）吸附剂投加量的分析比较研究；

4. 研究创新点

（1）加入了吸附等温线和热力学的研究，较全面地研究了竹炭对铅离子吸附的各项性能和指标，以及更客观地体现吸附机理。

（2）同吸附柱的长期运行性能进行比较，研究更深入。

（3）进行有关竞争吸附动力学模型的的数据拟合，更加全面地展现了竹炭对铅离子吸附的特点，及相比于其他材料吸附性能的对比，便于今后进一步的研究和利用。