【作者】 李素文；

【导师】 韩炜；

【作者基本信息】 吉林大学 ， 凝聚态物理， 2004， 硕士

【摘要】 目前饮用水深度处理方法主要有以下几种：粒状活性炭吸附法；臭氧－粒状活性炭联用法或生物活性炭法；化学氧化法；光化学氧化法；纳滤、超滤、微滤、反渗透等四种膜分离方法。在上述几种深度处理方法中，粒状活性炭吸附法能有效地去除水中有机污染物，但对重金属离子的去除能力有限；化学氧化法与光化学氧化法也只对水中有机污染物有效；纳滤、超滤、微滤能有效地去除水中悬浮物、胶体、大分子有机物、细菌与病毒，但对低浓度重金属污染废水处理较难并且不能去除小分子有机物，D. Bhattacharyya 等研究的微滤膜在处理低浓度重金属污染废水过程中，膜对镉离子的去除效果并不明显；反渗透对水中重金属污染物的去除效果总体上可达 95%以上，但却存在着浓差极化、膜结垢及膜的化学降解与生物降解的缺点。现行饮用水深度处理方法在具有各自优点的同时也存在着上述诸多缺点，那么应研究怎样的一种方法或材料，既经济、高效又操作简单？而且对含各种有害污染物（重金属、有机物、细菌等）的低浓度污水具有很好的去除效果？这些都是本文需要研究的内容。第一章讲述了水中各种污染物（重金属、有机物、细菌病毒等）的危害及其污染现状；介绍了现行水处理技术方法以及各种技术方法中采用的净水材料，并简述了各种方法、材料在净水效果和净水能力方面的优缺点。第二章研究纳米净水材料的制备过程及方法。第三章通过 ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＳＥＭ、氮吸附的测试，对自制纳米净水材料进行表征，以确定自制纳米净水材料中纳米粒子的组成、纳米粒子的形貌、纳米粒子的分布状态、纳米粒子与载体的结合情况、纳米净水材料的形　　　 1<WP=65>吉林大学 2004 硕士毕业论文貌，等等。并根据‘Ｘ 射线宽化法’，利用谢乐（Ｓｃｈｅｒｒｅｒ）公式求得纳米粒子的平均晶粒度。　 第四章净水实验，为了研究材料的净水效果，我们设计了一系列的对比试验。分别研究了以不同原料(普通铝粉、纳米铝粉)、不同粒子（复合纳米粒子（Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ和γ－ＡｌＯＯＨ），　与　由复合纳米粒子　在４５０℃温度下烧结成的纳米 γ－　Ａｌ２Ｏ３及普通粒径的 γ－　Ａｌ２Ｏ３）、不同载体（活性炭纤维，微晶纤维素和聚乙烯纤维）制备的材料的净水效果比较试验，及确定了净水效果最佳的纳米净水材料，即以自制复合纳米粒子为主体，活性炭纤维为载体的净水材料；通过活性炭纤维的净水效果与以活性炭纤维为载体的纳米净水材料的净水效果比较实验，证明了在自制的净水材料中，复合纳米粒子起着主要的净水作用，载体活性炭纤维起到了一定的辅助净水作用；研究了自制纳米净水材料对水中重金属、细菌、有机物的深度处理。 研究结果表明： 纳米净水材料中，复合纳米粒子的组成为 Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ 和γ－ＡｌＯＯＨ，粒径分别为 ３ｎｍ，４ｎｍ，ＢＥＴ 比表面积 ４３１．７３５０ｃm2 / g，孔径 51.2028?，孔容 0.465368cm3/g。 纳米级的粒径、大的比表面积使其具有较高的表面活性和过剩的表面能，有利于在其表面上吸附更多的其它粒子，小的孔径和孔容，可起到截留阻挡的作用，在净水过程中复合纳米粒子起着主要的净水作用；活性炭纤维作为复合纳米粒子的载体，其上附着的纳米粒子多且分布比较均匀，由于活性炭纤维本身具有的吸附性使其在净水过程中起到一定的辅助净水作用，同时，由于所用活性炭纤维单丝直径很小（18－20μ　m），在纳米净水材料中形成交错分布的致密结构，从而对水中的污染物具有一定的截留阻挡作用。　 2<WP=66>吉林大学 2004 硕士毕业论文纳米净水材料对水中的重金属、细菌、有机物具有很强的去除能力和较好的去除效果，最大去除率接近 100%。　纳米净水材料成本低，处理流程简单，有望制成便携式净水器，具有一定的应用前景。更多还原