磁性膨润土制备及去除水中污染物的研究

发布时间：2017-04-15 07:08

  本文关键词：磁性膨润土制备及去除水中污染物的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：膨润土(Bentonite)是一种具有可变的层状结构、表面吸附作用、环境友好、吸附容量大的矿物材料。本文采用溶剂热法一步合成磁性膨润土纳米复合材料(Fe_3O_4/Bent),解决废水处理后固液分离难的问题,并选取两种染料和三种重金属污染物作为研究对象,通过研究其在磁性膨润土上的吸附性能,探索吸附材料的开发与应用。(1)采用溶剂热法一步制备了磁性膨润土(Fe_3O_4/Bents)吸附剂,利用FTIR、XRD、SEM、TEM和VSM等手段对材料的结构和性质进行了表征,结果表明Fe_3O_4/Bents表面分布着大量的纳米球型的磁性Fe_3O_4颗粒,也具备多种官能团,具有较高的饱和磁化强度和较低的剩磁值,表明其具有超顺磁特性,且可以通过控制膨润土的加入量控制饱和磁化强度,在吸附实验完成后,在外加磁场的作用下能迅速达到固液分离。(2)进行了碱性品红和碱性品蓝染料在Fe_3O_4/Bent-2.0上的吸附行为的批量平衡实验研究。结果表明:0.04g Fe_3O_4/Bent-2.0吸附25mL 100mg/L的碱性品红溶液,振荡60min,吸附容量达到74.63mg/g;吸附动力学数据符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附模型,且吸附过程为熵增加的自发的吸热反应,吸附机理主要为表面吸附作用;0.06g Fe_3O_4/Bent-2.0吸附25mL 300mg/L的碱性品蓝溶液60min后,吸附容量达到222.2mg/g;吸附动力学数据符合拟二级动力学模型,其吸附等温线符合Langmuir模型。(3)进行了重金属污染物在Fe_3O_4/Bent-2.0和Bent上的吸附行为的批量平衡实验研究。结果表明:Fe_3O_4/Bent-2.0吸附Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)溶液,吸附动力学数据均符合拟二级动力学模型,吸附等温线均符合Langmuir模型,吸附容量分别可达21.7 mg/g、81.5 mg/g和19.6 mg/g;而膨润土原土吸附Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)溶液,吸附动力学数据符合拟二级动力学模型,其吸附等温线既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型,吸附容量分别为21.6 mg/g、70.8 mg/g和18.4 mg/g。吸附达到平衡时,重金属溶液的吸附容量qm大小依次为Pb~(2+)Cd~(2+)Cu~(2+)。
【关键词】：膨润土 磁性材料 染料 重金属 吸附
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 膨润土10-12
• 1.1.1 膨润土的结构及性质10-11
• 1.1.2 膨润土的研究现状11-12
• 1.2 膨润土在水处理中的应用12-13
• 1.2.1 膨润土处理染料废水12
• 1.2.2 膨润土处理重金属废水12-13
• 1.3 磁性纳米材料的研究现状13-14
• 1.3.1 膨润土的磁改性13-14
• 1.3.2 磁性膨润土在水处理中的应用14
• 1.4 研究的目的、意义和主要内容14-16
• 1.4.1 研究的目的和意义14-15
• 1.4.2 主要研究内容15-16
• 第二章 试剂与仪器16-18
• 2.1 主要试剂16
• 2.2 主要仪器16-18
• 第三章 磁性膨润土的制备与表征18-26
• 3.1 实验部分18-19
• 3.1.1 磁性膨润土的制备18
• 3.1.2 表征方法18-19
• 3.2 结果与讨论19-24
• 3.2.1 XRD表征分析19-20
• 3.2.2 FTIR表征分析20-21
• 3.2.3 磁性性质分析21-22
• 3.2.4 SEM与TEM表征分析22-24
• 3.3 小结24-26
• 第四章 磁性膨润土对水中染料的吸附性能研究26-38
• 4.1 染料的性质26-27
• 4.2 实验方法27-28
• 4.2.1 染料测定方法27
• 4.2.2 吸附实验方法27-28
• 4.3 结果与讨论28-35
• 4.3.1 吸附剂用量的选择28-29
• 4.3.2 振荡时间对吸附效果的影响29
• 4.3.3 pH值对吸附效果的影响29-30
• 4.3.4 动力学研究30-32
• 4.3.5 吸附等温线32-33
• 4.3.6 热力学研究33-35
• 4.4 小结35-38
• 第五章 磁性膨润土对水中重金属的吸附性能研究38-44
• 5.1 重金属的性质38
• 5.2 实验方法38-39
• 5.3 结果与讨论39-43
• 5.3.1 动力学研究39-41
• 5.3.2 吸附等温线41-43
• 5.4 小结43-44
• 第六章 磁性膨润土在水处理中的应用前景分析44-48
• 第七章 结论48-50
• 参考文献50-58
• 致谢58-60
• 附录60

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本文编号：307873