复合空心微珠吸附材料的制备及其对水中重金属离子和染料吸附性能研究

发布时间：2020-05-09 10:40

【摘要】：近些年来,由于工业发展比较迅速,大量的重金属与染料废水被排放出来,严重影响了生态环境与人类的健康。其中染料废水具有成分复杂、色度和浓度高、水量水质变化大、难以生物降解等特点,而重金属离子具有难以被微生物降解,易于富集,生物累积效应等特点。如果不及时有效地治理这些污染物,将直接威胁人类生存。煤矸石是一种在煤炭的开采、洗选过程中产生的储量丰富的固体废弃物资源。大量煤矸石的堆积如果无法合理利用将对环境与人类健康造成严重的危害。硅藻土和膨润土是自然界中形成的天然吸附剂,它们具有较大的比表面积、高的孔隙率和一定的离子交换性。因此,我将煤矸石与膨润土和硅藻土分别进行复合制备复合空心微珠,将其作为一种新的吸附剂从而达到利用废物治理废水的目的。本文通过喷雾干燥法制备煤矸石/膨润土复合空心微珠和煤矸石/硅藻土复合空心微珠坯体,然后通过煅烧的方式获得到具有良好吸附性能的复合空心微珠,并将其运用于吸附染料污水与重金属离子废水。探讨了复合微珠的煅烧温度、用量、吸附前溶液的浓度和达到吸附平衡的时间等因素对吸附效果的影响,研究了吸附过程的动力学和吸附等温模型,并借助XRD、SEM、TG/DTA等方式对微珠组织结构进行表征,阐明了吸附机理。通过静态吸附实验的研究,复合配比为1:1的煤矸石/膨润土复合微珠在煅烧温度为600℃,投加量为2 g/L时对Cu(Ⅱ)的吸附效果最佳,其吸附量和去除率分别为39.8 mg/L和99.6%;复合配比为1:1的煤矸石/硅藻土复合微珠在煅烧温度为600℃时,投加量为6 g/L时对亚甲基蓝的吸附效果最好,吸附量和去除率分别为15.9 mg/L和95.4%。研究表明,煤矸石/膨润土复合微珠与煤矸石/硅藻土复合微珠为多孔结构,成球好,对Cu(Ⅱ)和亚甲基蓝的易于吸附而且是单层分子吸附,其过程可用伪二级动力学方程和langmuir吸附等温模型来描述。
【图文】：

图 1-1 蒙脱石晶体模型Fig.1-1 Crystalloid configuration of montmorillonite藻土简介是一种硅质岩，主要由硅藻及其它微生物遗体长期作用形

图 1-2 空心微珠的应用Fig.1-2 Application of hollow microspheres微珠是一种尺寸小，内部中空的材料。其形成过程主要分为料在高温气流中悬浮熔融后，，再通过表面张力的作用形成的高压气流中雾化后，再通过表面张力的作用凝聚成的。按其
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ424;X703

【参考文献】

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本文编号：2656019