信息检索与利用实习报告.docx
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信息检索与利用实习报告
《创新实践课》
文献调研报告
调研课题(中文):
_Fe3O4/TiO2磁性复合吸附剂的制备及其去除水体中重金属离子机制的研究__
调研课题(英文):
studyonthepreparationofFe3O4/TiO2magneticcompositeadsorbentanditsadsorptioncapabilitiesforremovingheavymetalsfromwater___________
中文检索词:
_氧化铁、Fe3O4、二氧化钛、TiO2、重金属、Hg、、Pb、Cd、银、铅、镉_______
英文检索词:
ironoxide、Fe3O4、Titaniumdioxide、TiO2、heavymetal、Hg、Pb、Cd、silver、lead、cadmium、wastewater
姓名:
朱敏
学号:
__201510701137______
学院:
_环境工程与科学学院____
专业班级:
__环工卓越151_____
授课教师:
___陈波_______
完成日期:
2016年_9_月_14_日
一、分析课题
1.1水体重金属污染的来源
水环境保护一直是人类关心的一个大问题,随着工农业的发展,该环境问题也日益凸显,而人们对所处的环境的质量要求越来越高。
工业废水中存在各种各样的重金属,如铜、锌、镉、铬、铅和镍等。
由于大部分金属离子对人类和其他生物有毒害,在水中难降解、毒性强、具有积累效应等特征,因此对此类废水的排放,需要严格控制以达到排放要求,同时尽可能的回收和再利用这些资源。
重金属污染也已成为备受关注的重大环保课题。
重金属废水的来源多种多样。
金属冶炼和加工、皮革制造、电镀等行业排放的废水中通常含有三种以上的有毒重金属,且浓度范围变化大。
对于金属镉,在金属加工厂、非钢铁的金属冶炼行业和电镀车间的废水中,其浓度在0.02到35mg/L范围内变化。
对于来源于铜矿提炼、电镀厂和酸性矿山废水中的重金属铜,其浓度范围在0.12到80mg/L。
而电池厂、钢铁制造厂和各种尾矿池废水中铅的浓度在0.5到25mg/L变化。
餐具制造厂、金属表面处理行业、锻炼厂和矿山排放的废水中,镍的浓度可以高达130mg/L¨J。
此外在某些工业废水中,重金属的浓度可以超过1000mg/L。
1.2重金属污染的危害
重金属污染具有隐蔽性和积累性。
含有重金属污染物的废水如果处理不当,可以通过饮用水、食物、呼吸和皮肤接触等途径对人体造成伤害。
其毒害作用包括:
短期接触对机体的急性毒害作用,如皮肤灼伤、溃烂、哮喘、腹痛等;长期接触引起的慢性疾病甚至致癌和致突变等效应。
并且区别于其他污染物的一个显著特点是重金属难以生物降解且具有富集效应,通过食物链的传递,低浓度的重金属最后能够以有害效应的浓度富集于人和动物体内,造成极大的危害。
不同的重金属对人体的毒害效应不同。
某些重金属是人体需要的,如铜、锌、三价铬等,但是他们一旦超出允许的浓度范围,就会对人体产生毒害作用。
而诸如六价铬、铅和镉等是人体不需要的,但是由于他们大量存在于工业废水中,可以通过各种途径进入人体,造成危害。
1.3重金属污染的治理方法
在各种废水处理技术中,化学沉淀法、离子交换法和活性碳吸附应用得最为广泛。
在实际的操作中,具体选择何种处理方法,受到多种因素的影响。
包括废水中重金属的种类和浓度,废水中的其他组分,预期的去除量,处理工艺的投入资金和操作成本,处理废水的环境排放标准,污泥的产生量以及他们的处理费用…,121。
对于任何含有一种或者多种重金属废水的处理,需要掌握其废水的排放量和理化性质,以便选择最合适的方法来去除污染物。
下面对各种处理方法进行简单的介绍:
1.3.1混凝法
混凝法是常见的处理废水污染的方法之一。
其操作过程是加入混凝剂到待处理的水中,使其和污染物进行理化反应,最终生成沉淀而去除磁性纳米复合物的制各及其去除环境污染物的研究污染物质。
常用的混凝剂有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。
而随着材料科学和环境技术的不断发展,以后在高分子复合混凝剂,微生物混凝剂的开发及其改性方面的研究工作会越来越多。
1.3.2氧化还原法
通过向污水体系中添加氧化剂或者还原剂,使其和污染物发生氧化还原反应,转化为无害物质或者沉淀物质而得到治理或者去除。
其方法原理简单,但是需要消耗大量的化学试剂,且产生二次污染物。
含有氰化物和酚类有机污染物的废水以及重金属汞和铬的废水多采用此类方法。
开发高效的氧化还原试剂是发展该方法的重要途径之一。
1.3.3化学沉淀法
向污水中投加某种化学药剂,使它和预去除的溶解污染物质产生化学反应,生成难溶盐沉淀下来,多用于处理含重金属离子的工业废水以及氨氮废水。
通常是几种化学试剂通过优化配比来实现对污染物的高效去除。
但由于化学沉淀法通常要加入大量的化学药剂,并成为沉淀物的形式沉淀出来,污泥产量大,在排放之前,需要对他们进行脱水处理。
这就决定了该法处理后会存在大量的二次污染物,如大量的废渣,而这些废渣的处理目前尚无较好的方法,所以对其在工程上的应用和以后的可持续发展都存在负面作用。
对于一些小规模城市中的工业废水处理,化学沉淀法需要大的空间来安置处理设备,因此不太适合用该方法。
使用化学沉淀法处理工业电镀废水,产生含有大量重金属的污泥,这是该类废水处理中的一个重点需要解决的问题。
通常将他们在填埋场进行处置,但是这样增加了额外的费用,也可能对环境产生潜在的危害。
并且,电镀废水中通常含有可以与未溶解的重金属进行反应的有机物质,他们的存在会影响金属沉淀物的生成。
尤其是对于含有螯合剂的废水,他们需要区别于传统化学沉淀法的处理工业。
因此需要从实际出发,对化学沉淀法进行不断的改善。
1.3.4离子交换法
离子交换法在污水处理中应用较广,是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应。
当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附。
通过该方法可以选择性的分离和回收某些金属离子。
进行过程中,离子交换剂会释出等价离子回到溶液中,以便维持液相中的电中性。
常用的离子交换剂分为无机离子交换剂(此类物质的原料主要来源于自然界的矿石)和有机离子交换树脂(人工合成的聚合物居多)。
离子交换树脂的选择性较强,对同一环境下的不同离子的交换能力有显著差异,因此在实际操作中,根据目标物选择合适的交换树脂来进行。
除开考虑选择性外,树脂的再生方法也是需要重点考虑的,这关系到该处理方法的成本以及资源的回收利用。
通过选择合适的溶液再生离子交换树脂,对洗脱到再生液的重金属,先要进行处理才能排放或者回收。
离子交换法分离效率高,不仅适用于带电荷与中性物质的分离制备等,也能用于微量组分的富集和高纯物质的制备。
但是离子分离法的操作比较麻烦,周期长,不适合处理浓度太高的重金属废水,并且高的投入和操作费用使得该方法的经济可行性要差,除非经过处理的废水可以循环利用。
1.3.5膜分离法
借助具有半渗透作用的膜,将目标离子或者分子从液相中分离,具体包括:
渗析、超滤、微滤、反渗透等技术方法。
该类分离法具有特异性强的优点,适合于海水淡化等过程,以及处理要求高的重金属废水。
但是使用膜分离法作为废水预处理,手段的不足是:
对于低分子量的物质去除率低,且膜容易被污染。
1.3.6吸附法
污水吸附处理主要是利用固体物质表面对污染物质进行积累和浓缩,达到对污染物分离和去除的效果。
吸附法可分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附是吸附剂和吸附质之间在分子力作用下产生的,不产生化学变化,而化学吸附法则是吸附剂和吸附质在化学键力作用下起到吸附效果,因此化学吸附选择性较强。
此外,在生物作用下也可产生生物吸附。
很多研究都表明:
吸附法具有很多传统方法(化学沉淀法、离子交换法等)所不具备的优点。
如可以对废水进行高效的处理的同时而不排放二次污染物;对吸附的重金属进行回收处理和再利用。
吸附法具有吸附剂来源广泛,操作简单,经过处理后吸附剂可以重复利用等有点,因此它的应用范围广。
其处理对象主要是有害重金属和有毒有机物质等。
在污水处理中常用的吸附剂有活性碳、磺化煤、硅藻土、合成树脂[25,26],以及农业废物为原料的吸附剂。
吸附法作为一种综合性能较好的方法,用于处理重金属废水得到了广泛的研究和应用,随着纳米技术的不断发展,将纳米材料用于解决环境问题,如促进污泥絮凝、去除放射性物质、吸附有机染料和修复污染的土壤等,得到了越来越多的关注。
纳米材料高的比表面积和高活性位点利于提高吸附容量和选择性的分离特定的污染物。
纳米吸附剂的优点使其在处理重金属废水中具有广泛的应用前景。
当引入磁性后,吸附剂的分离很简单,大大降低了操作成本,提高了操作效率。
因此基于纳米技术和重金属废水处理的前提出发,开发和运用新型纳米吸附材料具有重要意义。
而随着材料技术的发展,纳米材料在环境领域的应用越来越多,使用基于纳米材料的吸附剂对拓展吸附剂的来源和性能大有裨益。
本课题拟将吸附法与光催化方法相结合提高废水中有毒重金属离子的去除效率。
通过优化反应条件和工艺,合成高吸附性、具有高催化性能的Fe3O4/TiO2磁性复合吸附剂。
构建异质结构复合物混合相模型,采用第一性原理计算并与实验相结合,研究催化剂界面结构与电荷布居对复合物电子结构和属性、表面性质、电荷迁移率和光催化性能的影响,研究重金属离子在吸附剂表面的作用形式及表面氧化还原反应机理,建立重金属在吸附剂表面的"物理化学双吸附-氧化还原"反应机制,为水体中重金属污染的修复以及利用磁性纳米材料处理重金属废水污染提供科学依据。
二、文献调研过程介绍
(1)数据库简介
1.1中国知网
该库是目前世界上最大的连续动态更新的中国期刊全文数据库,收录国内8200多种重要期刊,以学术、技术、政策指导、高等科普及教育类为主,同时收录部分基础教育、大众科普、大众文化和文艺作品类刊物,内容覆盖自然科学、工程技术、农业、哲学、医学、人文社会科学等各个领域,全文文献总量2200多万篇。
1.2维普
●内收录期刊最多、年限最长、专业文献量最大的中文期刊数据库
●引用《中图法》等通用规则进行分类标引、主题标引的标准化数据库
●采用国际标准的PDF全文数据格式,更清晰
●独有的同义词库和同名作者库,更精准定位检索请求
●执实行ISO9001国际质量管理体系,更高品质保证
●国国内一流全文检索内核,更快更稳定
.3万方
万方数据资源系统是建立在因特网上的大型科技、商务信息平台,其系统资源主要包括三大类:
1)一次文献,科技类核心期刊、一级学术会议论文全文、1985年来的医药专利全文。
2)二次文献,文摘型数据库—中国学位论文库、中国科技成果库、中国学术会议库、标准数据库、台湾系列库、科技文献库。
事实型数据库—科技名人库、政策法规库、科教机构库、企业公司库。
3)万方数据咨询部常年跟踪通讯IT、医药、生物技术和工业品行业而撰写的百余种咨询报告。
1.3AmericanChemicalSociety
美国化学学会-ACSAmericanChemicalSociety-成立于1876年,现已成为世界上最大的科技协会之一,其会员数超过16.3万。
多年以来,ACS一直致力于为全球化学研究机构、企业及个人提供高品质的文献资讯及服务,在科学、教育、政策等领域提供了多方位的专业支持,成为享誉全球的科技出版机构。
ACS的期刊被ISI的JournalCitationReportJCR-评为:
化学领域中被引用次数最多之化学期刊。
ACS出版34种期刊,内容涵盖以下领域:
生化研究方法、药物化学、有机化学、普通化学、环境科学、材料学、植物学、毒物学、食品科学、物理化学、环境工程学、工程化学、应用化学、分子生物化学、分析化学、无机与原子能化学、资料系统计算机科学、学科应用、科学训练、燃料与能源、药理与制药学、微生物应用生物科技、聚合物、农业学。
(2)检索列表
检索课题
名称
中文:
Fe3O4/TiO2磁性复合吸附剂的制备及其去除水体中重金属离子机制的研究
英文:
studyonthepreparationofFe3O4/TiO2magneticcompositeadsorbentanditsadsorptioncapabilitiesforremovingheavymetalsfromwater
一、课题分析:
(学科背景、研究目的、内容实质等5%)
因其在水中难降解、毒性强、具有积累效应等特征,重金属污染已成为备受关注的重大环保课题。
本课题拟将吸附法与光催化方法相结合提高废水中有毒重金属离子的去除效率。
通过优化反应条件和工艺,合成高吸附性、具有高催化性能的Fe3O4/TiO2磁性复合吸附剂。
构建异质结构复合物混合相模型,采用第一性原理计算并与实验相结合,研究催化剂界面结构与电荷布居对复合物电子结构和属性、表面性质、电荷迁移率和光催化性能的影响,研究重金属离子在吸附剂表面的作用形式及表面氧化还原反应机理,建立重金属在吸附剂表面的"物理化学双吸附-氧化还原"反应机制,为水体中重金属污染的修复以及利用磁性纳米材料处理重金属废水污染提供科学依据。
二、文献检索范围、策略及结果:
(一)中外期刊全文数据库(45%)
数据库名
检索词
检索式
检索字段
检索
年限
检中量(篇)
检索结果(篇名、作者、文献出处,外文文献篇名翻译为中文)
维普
氧化铁、Fe3O4、二氧化钛、TiO2、重金属、Hg、、Pb、Cd、银、铅、镉
(M=氧化铁+M=Fe3O4)*(M=二氧化钛+M=TiO2)*(M=重金属+M=Hg+M=Pb+M=Cd+M=银+M=铅+M=镉)
题名或关键词
2000年—2016年
5篇
题名:
氧化铁和羟基氧化铁光催化还原银离子
作者:
杜卫平[1]李臻[1]冷文华[1]许宜铭[1]
出处:
《物理化学学报》2009年第8期
中国知网
氧化铁、Fe3O4、二氧化钛、TiO2、重金属、Hg、、Pb、Cd、银、铅、镉
SU=(氧化铁+Fe3O4)*(二氧化钛+TiO2)*(重金属+Hg+Pb+Cd+银+铅+镉)
主题
2000年—2016年
164篇
题名:
纳米材料对环境中微生物活性的影响研究
作者:
王悠
出处:
环境研究(2015年10期)
万方
氧化铁、Fe3O4、二氧化钛、TiO2、重金属、Hg、、Pb、Cd、银、铅、镉
主题=("氧化铁"+"Fe3O4")*("二氧化钛"+"TiO2")*("重金属"+"Hg"+"Pb"+"Cd"+"银"+"铅"+"镉")
主题
2000年—2016年
84篇
题名:
改性纳米TiO2光化活性的研究
作者:
李晓娥祖庸王训张丽
出处:
涂料工业2000,30
(2)
ACS
ironoxide、Fe3O4、Titaniumdioxide、TiO2、heavymetal、Hg、Pb、Cd、silver、lead、cadmium、wastewater
(ironoxideORFe3O4)AND(TitaniumdioxideORTiO2)AND(heavymetalORHgORPbORCdORsilverORleadORcadmium)ANDwastewater
Anywhere
全部
2000年—2016年
333篇
题名:
InhibitionofUranium(VI)SorptiononTitaniumDioxidebySurfaceIron(III)SpeciesinFerricOxide/TitaniumDioxideSystems
作者:
M.JosickComarmond,TimothyE.Payne,RichardN.Collins,GabrielPalmer,GregoryR.Lumpkin,andMichaelJ.Angove
出处:
Environ.Sci.Technol.,2012,46(20)
WebofScience
ironoxide、Fe3O4、Titaniumdioxide、TiO2、heavymetal、Hg、Pb、Cd、silver、lead、cadmium、waste-water
TS=(("ironoxide"ORFe3O4)AND("Titaniumdioxide"ORTiO2)AND("heavymetal"ORHgORPbORCdORsilverORleadORcadmium)AND("waste-water"))
主题
2000年—2016年
15篇
题名:
Magneticadsorptionseparation(MAS)process:
AnalternativemethodofextractingCr(VI)fromaqueoussolutionusingpolypyrrolecoatedFe3O4nanocomposites
作者:
Muliwa,AnthonyM.;Leswifi,TaileY.;Onyango,MauriceS.
出处:
SEPARATIONANDPURIFICATIONTECHNOLOGY
卷:
158页:
250-258
出版年:
JAN282016
ScienceDirect数据库
ironoxide、Fe3O4、Titaniumdioxide、TiO2、heavymetal、Hg、Pb、Cd、silver、lead、cadmium、waste-water
(("ironoxide"ORFe3O4)AND("Titaniumdioxide"ORTiO2)AND("heavymetal"ORHgORPbORCdORsilverORleadORcadmium)AND("waste-water"))
全部
2000年—2016年
451篇
题名:
ComparativestudyonultrasonicassistedadsorptionofdyesfromsinglesystemontoFe3O4magnetitenanoparticlesloadedonactivatedcarbon:
Experimentaldesignmethodology
作者:
AhmadRezaBagheri,MehrorangGhaedi,ArashAsfaram,AliAkbarBazrafshan,RaminJannesar
出处:
OriginalResearchArticle
UltrasonicsSonochemistry,Volume34,January2017,Pages294-304
RSC
数据库
ironoxide、Fe3O4、Titaniumdioxide、TiO2、heavymetal、、waste-water
(("ironoxide"ORFe3O4)AND("Titaniumdioxide"ORTiO2)AND("heavymetal")AND("waste-water"))
全部
2000年—2016年
1001篇
题名:
Magneticallyseparableironoxidenanostructures-TiO2nanofibershierarchicalheterostructures:
controlledfabricationandphotocatalyticactivity
作者:
HengguoWang,XiaoliangFei,LingWang,YapengLi,ShufeiXu,MingdaSun,LeiSun,ChaoqunZhang,YaoxianLi,QingbiaoYangandYenWei
出处:
NewJ.Chem.,2011,35,1795-1802
(二)中文学位论文数据库(10%)
数据库名
检索词
检索式
检索字段
检索
年限
检中量(篇)
检索结果(篇名、作者、学位及授予单位)
中国知网博、硕学位论文库
氧化铁、Fe3O4、二氧化钛、TiO2、重金属、Hg、、Pb、Cd、银、铅、镉
SU=(氧化铁+Fe3O4)*(二氧化钛+TiO2)*吸附*(重金属+Hg+Pb+Cd+银+铅+镉)*水
主题
2000年—2016年
104篇
题名:
Fe_3O_4基复合吸附剂的制备及其去除水中重金属离子的研究
作者:
吕双
学位:
硕士
授予单位:
青岛科技大学
题名:
金属氧化物微纳米结构材料制备及其在水处理中的应用研究
作者:
张永兴
学位:
博士
授予单位:
中国科学技术大学
(三)中国专利数据库(15%)
数据库名
检索词
检索式
检索字段
检索
年限
检中量(篇)
检索结果(专利名称、发明人、申请人或专利权人、申请号或专利号)
中华人民共和国国家知识产权局
氧化铁、Fe3O4、二氧化钛、TiO2、重金属、Hg、、Pb、Cd、银、铅、镉
(氧化铁ORFe3O4)AND(二氧化钛ORTiO2)AND(重金属ORHgORPbORCdOR银OR铅OR镉)
关键词
20000101-20160101
979篇
专利名称:
一种多功能纳米复合污水净化薄膜及其制备方法与应用
发明人:
邓涛;尚文;陶鹏;刘洋;娄金伟;宋成轶;邬剑波;
申请(专利权)人:
上海交通大学;
申请号或专利号:
CN201610288641.0
(四)外文文摘数据库(15%)
数据库名
检索词
检索式
检索字段
检索
年限
检中量(篇)
检索结果(存取号、篇名、作者、文献出处,外文文献篇名翻译为中文)
SCI
ironoxide、Fe3O4、Titaniumdioxide、TiO2、heavymetal、Hg、Pb、Cd、silver、lead、cadmium、waste-water
TS=(("ironoxide"ORFe3O4)AND("Titaniumdioxide"ORTiO2)AND("heavymetal"ORHgORPbORCdORsilverORleadORcadmium)AND("waste-water"))
主题
2000年—2016年
15篇
存取号:
WOS:
000369546100057
篇名:
MagneticallyrecoverableZrO2/Fe3O4/chitosannanomaterialsforenhancedsunlightdrivenphotoreductionofcarcinogenicCr(VI)anddechlorination&mineralizationof4-chlorophenolfromsimulatedwastewater
从模拟废水中增强对
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