论文纳米氧化锌和二氧化硅对海水中磷酸根吸附是关于本文可作为相关专业纳米氧化锌论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文纳米二氧化锌论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：纳米材料由于其较小的粒径,较大的表面积和表面结合能力,较常规材料有更强的吸附能力.随着工业生产的发展和人类生活的应用,纳米材料已越来越多地进入到天然水体中.文章选择海水中磷酸根为实验对象,探讨纳米氧化锌和二氧化硅的吸附行为及其影响因素,希望能够对纳米物质的地球化学循环研究提供一定的参考.结果表明,粒径为30nm的氧化锌在pH等于7.85的条件下,对海水中初始浓度为0.06mg/L的磷酸根的吸附容量为0.52mg/g,而纳米二氧化硅在该条件下不能吸附磷酸根.纳米氧化锌对海水中磷酸根的吸附符合一级反应速率方程,吸附速率常数为0.017min-1.酸性条件有利于纳米氧化锌对磷酸根的吸附,其平衡吸附容量在一定范围内随磷酸根的初始浓度增大而增大,初始浓度高于0.121mg/L后,吸附容量不再变化；平衡吸附率随初始浓度增大而减小.粒径为30nm的氧化锌对海水中磷酸根的平衡吸附容量是90nm的氧化锌的1.3倍,平衡吸附率为其1.4倍,表明小粒径的纳米颗粒吸附离子能力强于大粒径纳米颗粒.
关键词：纳米氧化锌；纳米二氧化硅；海水；磷酸根；吸附
中图分类号：X55 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0174-03
1 概述
表面效应是纳米材料的重要特性之一,因其粒径较小,故表面原子数、表面积、表面能以及表面结合能都较大,因而具有比常规材料更强的吸附能力[1].随着工业生产的发展和人类生活的应用,纳米材料越来越多地进入到天然水体中.本文拟选择海水中富营养化的关键元素——磷做为吸附实验的对象,选择浮游植物可以直接利用的PO43-为被吸附的离子,探讨纳米氧化锌和二氧化硅的吸附行为及其影响因素,希望能够对纳米物质的地球化学循环研究提供一定的参考.
2 实验材料和方法
2.1 实验材料
实验所用纳米二氧化硅和氧化锌购自杭州万景新材料有限公司.根据近岸海水纳米物质的含量[2]设定实验浓度为40mg/L.
实验所用海水取自福建连江（盐度等于28.3,pH等于7.85）.为排除悬浮颗粒物和浮游生物的影响,所用海水均经0.45μm混合纤维滤膜过滤.过滤后海水中活性磷酸盐含量为0.063mg/L.
2.2 实验方法
2.2.1 纳米氧化锌和二氧化硅对海水中磷酸根的吸附
在室温下,分别取数份2.0mg的纳米氧化锌或二氧化硅粉末（30nm粒径）于100mL锥形瓶中.加入50mL过滤海水,置于振荡器在135r/min下振荡.振荡时间分别为5min、15min、30min、45min和60min.对氧化锌体系,振荡结束后,全量转移至50mL离心管,在3500r/min下离心2min；对二氧化硅体系,振荡结束后用0.20?滋m混合纤维滤膜过滤.用磷钼蓝分光光度法测定上清液或滤液中的活性磷酸盐浓度.
2.2.2 纳米氧化锌吸附海水磷酸根的影响因素
（1）pH
用0.1mol/LHCl和0.1mol/LNaOH调节过滤海水,使其pH值分别为6.80、7.20、7.60、8.00和8.40,其余步骤同2.2.1.
（2）磷酸根的初始浓度
配制磷酸根浓度依次为0.061mg/L、0.090mg/L、0.121mg/L和0.151mg/L的系列溶液,调节pH为4.54,其余步骤同2.2.1.
（3）纳米材料粒径
选用粒径为30nm和90nm的两种纳米氧化锌,其余步骤同2.2.1.
2.2.3 数据处理
用吸附率和平衡吸附容量表示纳米物质对海水中离子的吸附能力[3].其中：吸附率（?棕）指t时刻纳米物质的吸附率（%）,其计算如下式：
式中,c0-初始时刻被吸附离子的浓度（mg/L）；ct-t时刻上清液或滤液中被吸附离子的浓度（mg/L）.
平衡吸附容量（U）指单位质量的纳米物质在溶液中达到吸附饱和时所吸附离子的质量（mg/g）,其计算如下式：
式中,cs-吸附饱和时上清液或滤液中被吸附离子的浓度（mg/L）；V-吸附液体积,本实验为0.050L；M-纳米物质的用量（mg）.
3 结果和讨论
3.1 纳米二氧化硅和氧化鋅对海水中磷酸根的吸附作用
纳米二氧化硅和氧化锌对海水中磷酸根的吸附实验结果见表1.结果表明,纳米二氧化硅在海水中不能吸附磷酸根,而纳米氧化锌可以,其吸附平衡时间为45min,平衡吸附容量为0.52mg/g.
纳米物质的吸附过程为简单的一级反应[3],其一级反应速率方程为：
其中,c为离子在溶液中的瞬间浓度（mg/L）,k为速率常数（min-1）.处理可得：
lgc等于-kt/2.303+lgc0
以t为横坐标,lgc为纵坐标作图,可以得到纳米氧化锌在海水中对磷酸根的吸附关系曲线为：lgc等于-0.0076t-1.209（R2等于0.
9666）.由直线斜率可计算得到一级速率常数k.粒径为30nm的纳米氧化锌对磷酸根的吸附速率常数为0.017min-1.
纳米氧化物对离子的吸附作用主要分为三类：化学吸附、离子交换和物理吸附.其在电解质溶液中的吸附多为物理吸附[4].由于纳米氧化物表面的羟基会因溶液pH的改变而发生质子化或去质子化,使材料表面带正或负电荷,通过静电引力将带相反电荷的离子吸附在其表面[5].
本实验的结果表明,纳米氧化锌对海水中的阴离子——磷酸根具有吸附作用,而纳米二氧化硅则不能,这可能是因为纳米二氧化硅在等电点的pH等于2[6],即在pH<2的溶液中呈现正电,在pH>2的溶液中呈现负电,故在上述实验条件下对阴离子无吸附作用,说明在正常海水pH范围内,纳米二氧化硅对磷酸根不会吸附.
总结:这篇纳米氧化锌论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
参考文献：
1、 锌污染对五节芒膜脂过氧化水平抗氧化能力影响 摘要：对Zn胁迫下五节芒叶部和根部内过氧化产物丙二醛（MDA）的含量以及多酚氧化酶（PPO）、超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性。
2、 温和条件下纳米CuO催化氧化碱木质素合成酚类衍生物 摘 要 以硝酸铜或醋酸铜为原料，分别采用沉淀法和溶剂热法制备了两种纳米氧化铜（CuO1和CuO2） 用XRD和SEM对催化剂进行了表征，在温和反。
3、 氧化镍负载纳米石墨微片聚乙烯热稳定性 摘要：将膨胀石墨（EDG）经酸化与超声波处理制备纳米石墨微片（GN），采用溶胶一凝胶法在GN悬浮液中制备氧化镍（NiO）负载纳米微片（NiO G。
4、 氧化锌避雷器阻性电流提取谐波分析模块 摘 要：针对一种氧化锌避雷器阻性电流提取新方法，设计制作一个信号处理谐波分析模块，该模块以Digital Signal Processor （D。
5、 高强纳米瓷砖胶小投资赚大钱 我厂开发出用98%以上石粉、砂子及水泥，加入纳米胶联剂和增强剂等，经密炼反应形成高强纳米瓷砖胶，每吨成本约250元，市售约2000元。传统厨房卫。
6、 海水淡化渐入佳境 从碧水源等环保企业目前的势头和表现来看，“十三五”期间或将有一批具有国际竞争力的中国海水淡化企业脱颖而出。在2017年全国两会上，九三学社一份。