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Al类水滑石的制备及吸附水中氟离子的研究

发布时间:2016-09-28 16:31

  本文关键词:非金属矿物用作环境工程材料研究现状及存在问题,由笔耕文化传播整理发布。


《烟台大学》 2008年

Mg-Al、Mg-Fe-Al类水滑石的制备及吸附水中氟离子的研究

王玉莲  

【摘要】: 近年来金属冶炼和电子工业的发展,导致CF_4废气量日趋增多,CF_4经催化水解(CF_4 + 2H_2O = CO_2 + 4HF)产生了HF,碱液吸收后成为一种含氟废水。对含氟废水的处理已引起了人们的高度关注,固体吸附法是处理含氟废水的有效方法。 在国内外同类研究的基础上,本论文制备了一组不同原料配比的二元Mg-Al类水滑石、三元Mg-Fe-Al类水滑石及焙烧态水滑石,进行了结构表征,以NaF溶液为模拟含氟废水,考察了水滑石的吸附性能,确定了平衡吸附时间,得到了吸附等温线,并用几个吸附等温式模型对所得数据进行拟合;考察了吸附温度对平衡吸附量的影响,计算得到了ΔG°、ΔH°、ΔS°等吸附热力学参数。探讨了吸附机理和类水滑石吸附剂的再生方法,将水滑石的吸附性能与传统吸附剂活性炭、氧化铝做了比较。取得了以下结果: (1)制得的类水滑石晶型结构规整,实际组成与理论值相近。类水滑石的热分解反应主要分三个阶段,在受热过程中依次失去结晶H_2O、层板-OH和层间CO_3~(2-)。 (2)新鲜类水滑石的平衡吸附时间为6h,焙烧类水滑石的平衡吸附时间为2h。类水滑石对F~-的吸附动力学行为符合二级反应速率方程所描述的规律。 新鲜类水滑石的饱和吸附量随Mg/Al或Mg/(Al+Fe)的增大而增大;Mg/(Al+Fe)不变时,Al/Fe的值增大,F~-吸附量增大。焙烧类水滑石的饱和吸附量远高于新鲜水滑石。 新鲜类水滑石吸附F~-过程中层间CO_3~(2-)不断被交换出来,对吸附液有一定的缓冲作用;焙烧态类水滑石吸附时,Mg-Al混合氧化物在水中重建结构释放出OH-,也起到了缓冲作用,所以吸附量受pH值的影响不很大。 新鲜类水滑石吸附F~-是非自发的、吸热的物理过程,焙烧态类水滑石对F~-的吸附是自发的、吸热的物理过程。等温吸附数据基本符合Langmuir吸附等温式。 (3)类水滑石的吸附性能远高于活性炭、氧化铝。但再生类水滑石的饱和吸附量明显减小,再生方法有待于进一步探讨。

【关键词】:
【学位授予单位】:烟台大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X703;O647.31
【目录】:

  • 摘要3-5
  • Abstract5-9
  • 1 文献综述与选题9-19
  • 1.1 选题背景9
  • 1.2 废水除氟的方法9-10
  • 1.3 固体吸附法除氟的研究进展10-13
  • 1.4 水滑石类吸附剂13-16
  • 1.5 论文选题和研究内容16
  • 参考文献16-19
  • 2 实验方法与数据处理模型19-25
  • 2.1 试剂与仪器19-20
  • 2.2 类水滑石的制备20-21
  • 2.3 类水滑石的表征方法21
  • 2.4 类水滑石吸附F-实验21-23
  • 2.5 数据处理模型23-24
  • 参考文献24-25
  • 3 Mg-Al 二元类水滑石的结构表征及吸附实验25-43
  • 3.1 二元类水滑石的结构表征25-31
  • 3.2 二元类水滑石的吸附实验31-40
  • 3.3 Mg-Al 类水滑石吸附剂的再生40-41
  • 3.4 小结41-42
  • 3.5 参考文献42-43
  • 4 Mg-Fe-Al 三元类水滑石的结构表征及吸附实验43-61
  • 4.1 三元类水滑石的结构表征43-48
  • 4.2 三元类水滑石吸附剂的吸附实验48-56
  • 4.3 活性炭、氧化铝的吸附实验56-59
  • 4.4 小结59
  • 4.5 参考文献59-61
  • 5 结论61-62
  • 致谢62-63
  • 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文目录63
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    本文编号:125677

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