水滑石负载石墨烯吸附材料制备及其对磷酸盐吸附回收研究

发布时间：2021-05-27 10:43

　　生活中所需要的磷主要来源于天然产出的磷矿石,磷矿石是一种不可再生资源,到2035年后全球的磷资源将会处于一个短缺的状态,而人类的日常生产活动导致大量氮源、磷源随污、废水进入水体,不仅危害环境造成资源浪费,也加速了水体富营养化进程,寻找一种能够有效去除污水中高浓度磷污染并且回收磷资源的手段已成为亟待解决的问题。吸附法因具有良好的吸附回收能力而被广泛关注,本文通过水热共沉淀法制备得到了石墨烯与水滑石复合材料,研究其除磷吸附性能,并在吸附性能基础上研究复合材料磷回收效果,为高浓度含磷工业污水提供了一种高效稳定的磷资源回收手段。实验结果表明:最佳坡缕石混合量为150g/L,最适水热反应温度为70℃,最佳活化液共沉淀pH=9,最适石墨烯相对混合量为3.35%。最优条件下磷去除率达到43.08%。通过多种表征方式表明,水滑石负载石墨烯吸附材料（GR-LDH）通过阴离子交换的形式进行吸附。吸附性能实验表明当吸附剂投加量为1g/L时,满足我国城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准;当磷溶液pH为8时,GR-DLH对磷去除率达到最大值99.28%;通过对SO₄^2-

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 水体中磷污染的危害及资源回收
        1.2.1 磷污染来源
        1.2.2 磷污染危害
        1.2.3 磷资源回收
    1.3 污水除磷方式
        1.3.1 生物法
        1.3.2 化学法
        1.3.3 吸附剂吸附法
        1.3.4 水滑石复合碳材料吸附法
    1.4 课题研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线图
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料和仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 GR-LDH复合材料制备方法
        2.2.2 吸附实验方法
        2.2.3 脱附再生实验方法
    2.3 表征方法
        2.3.1 SEM
        2.3.2 FTIR
        2.3.3 XRD
    2.4 GR-LDH吸附磷实验
        2.4.1 确定标线
        2.4.2 实验计算方法
        2.4.3 吸附热力学
        2.4.4 吸附动力学
第3章 石墨烯复合水滑石纳米材料制备及表征
    3.1 引言
    3.2 石墨烯复合水滑石纳米材料制备
        3.2.1 坡缕石混合量对复合材料除磷效果影响
        3.2.2 水热反应温度对复合材料除磷效果影响
        3.2.3 活化液共沉淀pH对复合材料除磷效果影响
        3.2.4 石墨烯相对混合量对复合材料除磷效果影响
        3.2.5 材料制备优化前后综合对比
    3.3 GR-LDH表征
        3.3.1 GR-LDH复合纳米材料SEM及 EDS分析
        3.3.2 GR-LDH复合纳米材料XRD分析
        3.3.3 GR-LDH复合纳米材料FTIR分析
    3.4 本章小结
第4章 GR-LDH复合纳米材料吸附除磷性能研究
    4.1 引言
    4.2 GR-LDH复合纳米材料吸附除磷研究
        4.2.1 投加量对复合材料吸附除磷效果影响
        4.2.2 磷溶液pH对复合材料吸附除磷效果影响
        4.2.3 共存阴离子种类及浓度对复合材料吸附除磷效果影响
        4.2.4 吸附时间对复合材料吸附除磷效果影响
    4.3 GR-LDH复合纳米材料吸附动力学及热力学研究
        4.3.1 吸附动力学研究
        4.3.2 吸附热力学研究
    4.4 本章小结
第5章 GR-LDH复合纳米材料脱附再生及磷回收
    5.1 引言
    5.2 GR-LDH复合纳米材料脱附再生研究
        5.2.1 NaOH浓度对复合材料脱附效果影响
        5.2.2 脱附时间对复合材料脱附效果影响
        5.2.3 复合材料脱附再生研究
    5.3 磷回收研究
        5.3.1 解吸液pH对磷回收效果影响
        5.3.2 Ca/p对磷回收效果影响
        5.3.3 磷回收产品FTIR分析
    5.4 GR-LDH复合材料工程应用分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]层状双氢氧化物（LDHs）的合成及应用（英文）[J]. Saba Jamil,Afaaf Rahat Alvi,Shanza Rauf Khan,Muhammad Ramzan Saeed Ashraf Janjua.  化学进展. 2019(Z1)
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博士论文
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硕士论文
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[5]功能化多壁碳纳米管负载金属微粒电催化剂的制备及性能研究[D]. 杨秀林.广西师范大学 2010
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本文编号：3207422