铁改性活性炭的制备及其净水性能研究
随着现代工业和经济的不断发展，水资源问题成为21世纪重大的资源环境问题，我国城市和农村居民的饮用水存在着重大的安全隐患。传统的水处理技术已很难满足人们对水质的要求，因此出现了饮用水深度处理技术，如活性炭吸附法、生物活性炭法、催化臭氧化法、膜分离法、金属材料净水技术等。
活性炭因其原料充足且安全性高，耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂等优点，已成为饮用水深度净化常用的吸附材料。但是单独使用活性炭很容易达到吸附饱和，并且容易滋生细菌。为了提高活性炭的性能和用途，通常采取一定的方法，对活性炭表面进行改性。铁粉廉价易得，具有较强的还原性，可以有效的去除水体中多种污染物。但是普通铁粉反应活性比较低。如果能通过一定的方法有效增大铁颗粒的比表面积，使其具有优越的吸附和还原性能，提高其反应活性，对零价铁净水技术的进一步发展将有重大的意义。
本文将零价铁净水技术和活性炭净水技术结合起来，以活性炭为载体，用浸渍法将铁负载在活性炭上，使零价铁和活性炭共同发挥功效以达到净水目的。本文主要内容包括：铁改性活性炭的制备、铁改性活性炭的表征、铁改性活性炭的氧化还原性能研究、铁改性活性炭的寿命及抑菌性测试。
本文探讨了不同的浸渍溶液、浸渍时间、浸渍浓度、浸渍温度、还原温度等对改性活性炭性能的影响，得到铁改性活性炭的最佳制备条件为：浸渍溶液选用浓度为10g/L的Fe（NO3）3溶液，浸渍时间为1．5小时，浸渍温度为30℃，还原温度为280℃。
本文用扫描电镜、能谱分析、X-射线衍射、比表面分析等方法对铁改性活性炭进行了表征，发现改性后活性炭的表面和孔道内都均匀分散着铁，以体心立方的零价铁形式存在，负载的铁呈多边形或不规则状，直径约为500mn。改性后，不改变活性炭的显微和晶体结构，但对其比表面积有影响。改性后活性炭的比表面积为481m2/g，比原活性炭的504m2/g有所下降。
通过对水中苯酚和余氯的去除效果对铁改性活性炭的氧化、还原性能进行研究，研究发现：铁改性活性炭去除水溶液中苯酚和余氯的效果均优于未改性的活性炭。说明铁改性活性炭的氧化和还原性能均优于原活性炭。
通过改性，活性炭的寿命有所提高，40克改性活性炭寿命约为原活性炭的寿命的1．3倍。
改性活性炭;净水技术;浸渍温度;还原性;零价铁;比表面积;饮用水深度净化;催化臭氧化法;活性炭吸附法;寿命;浸渍溶液;浸渍时间;还原温度;反应活性;水处理技术;生物活性炭法;余氯;水资源问题;多种污染物;苯酚
华南理工大学
硕士
工业催化
黄肖容
2009
中文
TU991.2;TQ424.1
63
2010-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）