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文本内容:
酸碱度及金属离子浓度对纳米二氧化钛的物性影响周静怡同组陈建平1L北京建筑高校环131202203040110北京市大兴区黄村镇永源路15号102616摘要随着纳米科技的快速进展,纳米材料广泛应用于人类日常生产生活中装修材料中的纳米二氧化钛即可杀菌防霉,又可降解有机污染物;处理水污染问题时使用纳米二氧化钛可以对重金属离子进行混凝吸附效应,达到去除重金属离子的结果而在什么条件下用纳米二氧化钛与环境中污染物的相互作用效率较高的讨论并不多本文针对不同酸碱度、金属离子类型、结合时间、金属离子浓度对纳米二氧化钛的物性影响进行了一系列的讨论,得出pH在不同时间下其作用产物的粒径与Zeta电位关键词重金属、纳米二氧化钛、吸附、粒径、Zeta电位Abstract:WiththerapiddevelopmentofnanotechnologyNanomaterialsarewidelyusedinourdailylife.Thedecorationmaterialsinnanometertitaniumdioxidecanbebactericidalanddegradationoforganicpollutants.NanoTiChwasfoundtotreatpollutionproblemduetoitscoagulationadsorptioneffectandshowgreateffecttoremoveheavymetalions.Howevertherewerefewresearchontheinteractionofhighefficiencyforpollutantsandnanometertitaniumdioxideindifferentenvironmentalconditions.TheparticlesizeandZetapotentialofTiOnanoparticlesweremeasuredunderdifferentwaterconditionsincludingpHconcentrationofmetalionsandbindingtime.Keywords:Heavymetal;Nanotitaniumdioxide;Adsorbent;Particlesize;Zetapotential1引言纳米二氧化钛是一种应用特别广泛的纳米材料,装修材料中的纳米二氧化钛即可杀菌防霉,又可降解有机污染物;处理水污染问题时使用纳米二氧化钛可以对重金属离子进行混凝吸附效应,达到去除重金属离子的结果而在不同水化学条件下用纳米二氧化钛与环境中污染物的相互作用效率较高的讨论并不多本讨论目的为探究纳米二氧化钛在不同pH下与不同金属离子的不同浓度下的反应产物的物理性质如粒径、表面电位,为其在环境中的影响供应理论依据,并为后续的讨论探寻好方向口22试验试验药品纳米二氧化钛溶液、NaCkNaOH、HC
1、CuNO32-3H2OK2Cr2O7PbNO32ZnNO32-6H2O以上均为分析纯试剂,以及去离子水试验方法配置试验试剂
①用250mL容量瓶分别配置5mg/mL的Cr2+、Pb2\Zn2\Cu2+溶液
②称取
5.85gNaCl分析纯晶体配置
0.001mol/mL的NaCl溶液
③配置
0.lmg/mL的TiO2溶液
④分别取
0.5mL含Cr2\Pb2\Zn2\CP溶液均为5mg/mL、
0.05mLNaCl溶液O.OOlmol/mL配置成50mL混合溶液,将pH分别调至约为3/4/5/6/7/8/9/10o
⑤分别取
0.5mL含Cr2\Pb2\Zn2\C/溶液均为5mg/mL、
0.05mLNaCl溶液O.OOlmol/mL配置成50mL混合溶液调整pH至3
⑥分别配置50mLe产、Pb2\Zn2\Cu2+
0.l/
0.3/
0.5/
0.7/
0.9/l/10/100ug/ml的相应溶液、并与
0.05mLNaCl溶液
0.001mol/mL混合调整pH至7⑶检测分析在用ZetaSize分析仪送样检测前,取
1.5ml配置好的纳米二氧化钛试剂于配好的试剂中,混合匀称后马上装至样品池中进行检测其粒子粒径与Zeta电位3结果与结论试验结果不同pH下各金属离子对纳米二氧化钛的影响1不同pH下,Cr2+对纳米二氧化钛的物性影响mv4不同pH下,Cu2+对纳米二氧化钛的物性影响pH
3.
163.
965.
135.
957.
127.
939.
0610.09粒径
1041153.
9122.
9124.
0125.
5128.
4127.
4130.8nmZeta电位-
4.
400.698-
29.8-
33.9-
35.4-
0.555-
0.395-
0.278mv由以上四组数据可推断pH小于等于3时,粒径为最大,而pH4时粒径变小且趋于稳定不同结合时间下各金属离子对纳米二氧化钛的影响1溶液pH=3时CP对纳米二氧化钛的物性影响2溶液pH=3时Pb2+对纳米二氧化钛的物性影响3溶液pH=3时Zi+对纳米二氧化钛的物性影响4溶液pH=3时Cu2+对纳米二氧化钛的物性影响重金属浓度对纳米二氧化钛的物性影响1溶液pH=7时ce浓度对纳米二氧化钛的物性影响Cr2+
0.
10.
30.
50.
70.9110100ug/ml粒径nm
134.
0134.
8139.
4143.
0146.
5130.
5132.
3130.0Zeta电位・
31.5-
31.9-
34.0-
35.6-
33.9-
33.8-
33.5-
34.6结果分析溶液pH对纳米二氧化钛的物性影响由于各种金属离子在不同pH值溶液中会发生不同程度的电离作用,从而影响纳米二氧化钛表面的双电层特性,继而影响其颗粒絮凝程度因此,我们首先讨论了不同金属离子在不同pH值时对纳米二氧化钛的影响,通过试验
3.
1.1数据发觉其变化趋势相同,即仅在pH=3时影响最大C/+在pH较高的时候其Zeta电位有波动现象,在其他pH值时影响甚微,故将pH=3时的状况又单独进行试验35]不同结合时间对纳米二氧化钛的物性影响我们依据文献查得这四种金属离子在溶液pH4时均会发生不同程度的水解,影响其在水中的金属离子浓度,从而对纳米二氧化钛的影响不大而当溶液pH掌握在3左右时,溶液中金属离子主要以离子形式存在,进而纳米二氧化钛与其发生作用,产生絮凝对试验
3.
1.2进行数据处理以及分析,不难发觉,初始纳米二氧化钛粒径几乎全都,随着时间变化,其粒径均在持续提升,其中CP+与Pb2+对其影响更大,但是Zeta电位并没有明显的变化,但是可以看出其有提升趋势可以推想,金属离子可以促进纳米二氧化钛的絮凝查金属活动性挨次,Zn、Cr、Pb、Cu的电势能pA/V分别为-
0.
762、-
0.
744、-
0.
126、+
0.342可知,Cu与Pb的金属活动性不强,其对应水溶液离子则表现为氧化性,在pH=3条件下促进溶液水解电离,从而影响纳米二氧化钛表面双电子层特性,继而促进了其絮凝⑵⑸⑹323不同金属离子浓度对纳米二氧化钛的物性影响对试验
3.
1.3进行数据处理以及分析,在pH接近7时,不同金属离子浓度对纳米二氧化钛的影响不大,建议后续试验重点讨论强酸性及强碱性环境下的不同因素对纳米二氧化钛物性的影响我们在试验过程中发觉,在pH=3时,金属离子的浓度也会影响粒径的大小,由于试验
3.
1.1中金属离子溶液是用5ml移液枪取的,而
3.
1.2中金属离子溶液是用1ml移液枪取的,而两组试验pH=3的数据相差较大,详细缘由需更多试验来证明「-I4结论与展望通过测定不同金属离子在不同pH下对纳米二氧化钛的粒径以及Zeta电位,讨论结果表明,不同金属离子在pH=3溶液条件下,可以快速使纳米二氧化钛溶液产生絮凝其中Cu2+与Pb2+对其影响更大,主要表现在其絮凝速率更快因此可得出,金属离子在肯定程度上影响了纳米二氧化钛的物理性质,促进其产生絮凝,降低了纳米材料的比表面积,从而导致吸附力量下降可以推论,纳米材料会与金属离子发生作用,在pH3时纳米材料更易与金属离子结合粒径大小与pH值、结合时间、金属离子浓度及种类有关Zeta电位大小与粒径及金属离子种类有关2引致谢本次科技活动得到了研二学姐王明秀的大力支持,在此过程中学姐指导我们完成了试验的设计部分,并为我供应了论文的修改意见参考文献
[1]史跃岗.二氧化钛纳米颗粒粒径影响因素的讨论[D]大连理工高校,
2022.12⑵刘艳静.纳米SiCh对Pb2+污染水源水混凝过程的影响[A].环境工程学报,VoL9No.102022
[3]InfluenceofIonicStrengthpHandCationValenceonAggregationKineticsofTitaniumDioxideNanoparticlesEnviron.Sci.Technol.2022431354-1359
[4]孙林涛、王纪云、赵春旭、束华东、王熙、刘艳华、杨力生,纳米微球粒径的影响因素讨论,化学工程师,2022年第八期
[5]J.MICHAELBERGAMELIAROMOSERNIVEDITABANERJEEREMAZEBDACHRISTIEM.SAYESTherelationshipbetweenpHandzetapotentialof〜30nmmetaloxidenanoparticlesuspensionsrelevanttoinvitrotoxicologicalevaluationsNanotoxicologyDecember2022;34:276-283
[6]施春游,纳米二氧化钛材料对金属离子吸附行为的讨论及其应用,硕士学位论文,
2022.12
[7]王慧云、崔亚男、张春燕,影响胶体粒子Zeta电位的因素,中国医药导报,2022年7月第7卷第20期
[8]姜军、徐仁扣,离子强度对三种可变电荷土壤表面电荷和Zeta电位的影响,土壤,2022472422-426pH
3.
134.
135.
156.
237.
048.
078.
949.93粒径nm
1186138.
4123.
8128.
4127.
8123.
4122.
1127.0Zeta电位mv
0.239-
22.3-
31.4-
33.2-
35.2-
34.3-
35.1-
39.62不同pH下,Pb2+对纳米:二氧化钛的物性影响pH
3.
154.
024.
945.
976.
918.
108.
979.95粒径nm
557.
9130.
4129.
5132.
6131.
7134.
7133.
3134.4Zeta电位mv-
12.8-
27.0-
34.2-
33.7-
37.5-
35.6-
38.6-
36.13不同pH下,Z/+对纳米二氧化钛的物性影响pH
3.
274.
285.
026.
117.
128.
219.
069.96粒径nm
404.
2124.
1130.
6133.
1138.
1133.
3130.
5130.4Zeta电位-
13.
60.0960-
32.1-
33.5-
34.1-
32.0-
37.2-
34.3Cr2+Omin3min6min9min12min15min18min21min24min27min粒径
216.
6230.
2253.
2276.
8318.
5406.
8410.
9551.
5694.8nm
819.9Zeta电-
16.6-
17.6-
18.4-
19.4-
18.6-
18.6-
19.9-
19.0-
18.3位mv-
18.7Pb2+Omin3min6min9min12min15min18min21min24min27min粒径
228.
8257.
1323.
9452.
2618.
4787.
9951.711201154nm1388Zeta电-
16.2-
18.1-
18.0-
16.7-
16.4-
16.7-
17.2-
15.5-
15.9位mv-
16.2Zn2+Omin3min6min9min12min15min18min21min24min27min粒径
229.
6248.
7304.
6338.
3399.
2562.
4551.
6666.
2760.6nm
847.5Zeta电-
16.1-
17.8-
19.6-
17.6-
17.4-
17.1-
16.5-
17.2-
17.0位mv-
16.2Cu2+Omin3min6min9min12min15min18min21min24min27min粒径
245.
2318.
6410.
4464.
2643.
3730.
3913.
2998.01117nm1363Zeta电-
15.4-
16.4-
16.7-
17.5-
16.4-
16.1-
16.6-
16.7-
15.2位mv-
14.7mv2溶液pH=7时Cu2+浓度对纳米.二氧化钛的物性影响Cu2+ug/ml
0.
10.
30.
50.
70.9110100粒径nm
143.
0144.
2143.
8146.
0146.
5128.
2129.
4127.9Zeta电位mv-
25.1-
31.5-
30.9-
34.2-
35.2-
18.9-
34.9-
32.93溶液pH=7时Pb2+浓度对纳米二二氧化钛的物性影响Pb2+ug/ml
0.
10.
30.
50.
70.9110100粒径nm
143.
2143.
3144.
2141.
6142.
4134.
9147.
0148.1Zeta电位mv-
34.5-
35.5-
34.0-
35.4-
37.3-
34.1-
35.5-
35.14溶液pH=7时Zn2+浓度对纳米二二氧化钛的物性影响Zn2+ug/ml
0.
10.
30.
50.
70.9110100粒径nm
145.
1145.
5144.
7149.
1146.
2143.
7144.
7144.6Zeta电位mv-
33.8-
35.6-
35.0-
36.1-
36.3-
30.9-
36.6-
34.5以上四大组数据差异不大。
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