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【新闻】wsza4地埋式污水处理设施张家口

发布时间:2020-10-18 18:54:39 阅读: 来源:手动阀厂家

wsz-a-4地埋式污水处理设施

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采用场发射扫描电子显微镜(FESEM,HU8020,日本Hitachi公司)观察水滑石纳米片的微观结构及形貌的变化。仪器工作电压为10 kV,测试时,将粉末通过黏附在具有导电性黑色胶带的硅片表面上,喷金处理后进行测试。  使用透射电子显微镜(TEM,H-7500,日本Hitachi公司)观察水滑石纳米片的晶体尺寸及形貌。透射电镜样品制备如下:称取约10 mg样品于200 mL乙醇中,在80 kHz下超声30 min后取一滴上清液置于在铜网的碳膜上,常温下在空气中干燥。  采用X射线光电子能谱(XPS,Quantera II,日本Ulvac-Phi公司)宽谱扫描进行样品表面元素的种类及相对含量的分析,宽谱的采集范围为0~1 400 eV,通过能为280 eV。采用XPS窄谱扫描进行元素的化学态及各种化学态的相对含量分析,C1s和P2p谱的通过能为140 eV,高分辨O1s谱的通过能为26 eV。采用XPSPEAK41软件对氧元素谱图进行分峰拟合。样品处理:在进行XPS分析前进行干燥处理,以避免残留溶剂和水等对仪器分析部件的污染,并缩短抽真空的时间。在导电胶上撒上一层处理好的待测样品,然后抖掉松散样品颗粒,放入分析室进行分析。

采用Zetasizer Nano ZS电位分析仪(英国Malvern Instrument Ltd.公司)测量纳米片在吸附磷前后的Zeta电位。向0.01 mol·L?1的NaNO3溶液中加入0.03 g水滑石纳米片,磷初始浓度为50 mg·L?1,总体积为30 mL。用0.1 mol·L?1NaOH或0.1 mol·L?1HNO3溶液将反应pH调节至4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0。调节完成后,将悬浊液置于25 °C恒温摇床,170 r·min?1振荡,每隔5 h重新调节pH。24 h后取出并静置30 min,取1 mL悬浮液转移到样品管进行Zeta电位测量。水滑石纳米片LDHns-F3的扫描电镜如图2(a)、(b)所示。整体上看,超薄的纳米片是均匀分布的。合成反应时间短(15?min)导致纳米片尺寸较小、薄且卷曲。这些结果也与XRD图谱中相对较低的结晶度一致(图1(b))。扫描电镜显示这些LDH纳米片呈板状形貌和六角形微晶的特点。透射电镜的结果也证实了LDH纳米片超薄的特性。LDHns-F3的横向尺寸约为30 nm(图2(c)插图)。由于超薄的特点,平铺的LDH纳米片在某些区域是非常透明的,甚至光可以透过片层。图2(c)中细长的深色区域,表明一些超薄的纳米板垂直且呈卷曲状。随着镁铝反应物浓度的增加,LDHns-F4的透射电镜图中纳米片发生较多团聚(图2(d)),这与XRD(图1(a))结果中(003)峰的增加相对应。为使纳米片具有较好的分散性,同时考虑到材料中LDHns-F3产量较高,因此,本研究主要以LDHns-F3为研究对象进行分析和吸附机理研究  2.2 水滑石样品的吸附性能  2.2.1 层状水滑石和纳米片的吸附等温线  层状水滑石和纳米片的吸附分别采用Langmuir和Freundlich模型进行拟合。Langmuir模型设定吸附过程是吸附剂均质表面的单层吸附,且吸附质分子之间没有相互作用;Freundlich模型是一个经验方程,通常用于描述异质表面的多层化学吸附。具体联系污水宝或参见://www.dowater更多相关技术文档。  Langmuir吸附等温线模型:  qe = qmaxKLCe/(1+ KLCe) (1)  式中:qe和qmax分别为吸附量和最大吸附量,mg·g?1;KL为Langmuir吸附常数,L·mg?1;Ce为吸附质平衡浓度,mg·L?1。  Freundlich吸附等温线模型:

qe = KFCe1/n(2)  式中:qe为平衡吸附量,mg·g?1;Ce为吸附质平衡浓度,mg·L?1;KF为与吸附有关的常数、n为常数。  吸附等温线拟合相关系数如表2所示,R2均在0.97以上,表明吸附实验数据的拟合度较好,层状水滑石和纳米片对磷酸盐的吸附效果介于2种吸附模型之间,说明吸附剂对吸附质的吸附不仅是单分子层的吸附,吸附过程较为复杂。从Langmuir模型中拟合出LDHns-F1、LDHns-F2、LDHns-F3的最大吸附量分别为113.6、126.8、128.0 mg·g?1,而层状水滑石LDH-P的最大吸附量仅为79.46 mg·g?1。从吸附等温线(图3)可以看到,所有的水滑石纳米片对于磷酸根的吸附量均高于层状的水滑石结构。不同镁铝反应物浓度合成的水滑石纳米片吸附量相近。但是,本研究中LDHns-F3与YU等[26]报道的合成方法相比,产量提高了50倍(达到1.6 g),大大提高了吸附剂的合成效率并节约了成本。  2.2.2 水滑石纳米片的吸附动力学  吸附动力学结果表明,LDHns-F3吸附磷酸盐在15 min左右达到平衡,并在8 h内达到完全平衡(图4)。实验结果采用伪二级动力学模型进行拟合,方程式表达如下:  t/qt = 1/k2qe2 + t/qe(3)  式中:qt为随时间变化的吸附量,mg·g?1;qe为平衡时的吸附量,mg·g?1;k2为反应速率常数,g·(mg·h)?1。拟合结果符合伪二级动力学模型(R2>0.999,表3),表明化学吸附可能是LDHns-F3吸附磷酸根的速率控制步骤。

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