粉煤灰制备NaA型沸石分子筛及其对重金属离子吸附的研究

发布时间：2017-12-25 15:15

本文关键词：粉煤灰制备NaA型沸石分子筛及其对重金属离子吸附的研究　出处：《华南理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着经济和工业的快速发展,含重金属废水的排放量也日益增加,对生态环境和人体健康产生了严重的威胁。粉煤灰是燃煤电厂产生的固体废弃物,利用粉煤灰合成NaA型沸石分子筛,不仅能够实现固体废弃物的资源化利用,同时为含重金属废水的处理提供了一种廉价、高效的吸附剂。论文采用碱熔超声水热法制备分子筛。考察了碱熔、硅铝比、超声、晶化温度、晶化时间、碱度对沸石分子筛合成的影响,确定了合成分子筛的最佳条件为:硅铝比1:1、碱度2M、晶化时间24h、晶化温度100°C。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重-差热分析、N_2吸附-脱附分析等手段对制备的沸石样品进行表征。SEM图片结果表明合成的NaA型沸石分子筛具有规则的立方体结构、轮廓清晰、没有胶团存在;XRD图谱结果表明NaA型沸石的衍射峰较强、无杂峰出现且与标准图谱衍射峰一致;热重-差热分析表明合成的NaA沸石分子筛具有良好的热稳定性。选取重金属离子Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)为目标污染物,研究了沸石分子筛对重金属离子的吸附性能,考察了投加量、溶液pH值、共存离子对吸附的影响。等温吸附实验发现,Langmuir模型能更好的解释NaA型沸石分子筛对单一重金属溶液和混合重金属溶液的吸附过程。在单一重金属体系条件下,沸石分子筛对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)的吸附容量分别为65.75、56.06、52.12、34.40、30.89 mg/g;混合重金属体系下对重金属离子的吸附容量分别为45.28、32.86、26.93、16.25、14.63 mg/g。吸附动力学研究结果表明,沸石分子筛对单一重金属体系的吸附更符合拟二级动力学;对于混合重金属溶液,对Cd~(2+)和Ni~(2+)的吸附更符合拟一级动力学,对Pb~(2+)、Cu~(2+)和Mn~(2+)的吸附更符合拟二级动力学。通过对比重金属在沸石分子筛和液相的分配系数Kd,重金属离子之间存在竞争吸附,在沸石分子筛上的选择吸附顺序为Pb~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Ni~(2+)Mn~(2+)。论文最后利用NaA型沸石分子筛对电厂脱硫废水和电镀废水进行吸附,结果表明沸石分子筛实际废水中的重金属有很好的去除效果。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773;X703

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