Fe-Al/LDH及其改性材料对土壤及水体中Cr的吸附及还原作用
发布时间：2021-07-31 08:46
随着现代社会工业化的迅速发展工业生产过程中产生的含铬、铜、铅等重金属离子的工业废水超标排放对环境产生极大污染和危害。造成了严重的环境污染。这些重金属离子毒性极强,进入环境后不易被降解去除,而是在环境中长期富集积累,通过食物链毒害生物和人体。目前国内外去除重金属方法很多,处理含重金属废水的方法很多,目前国内外常见的主要方法有:吸附法、生物法、膜分离法、化学沉淀法和电化学法等。其中吸附法由于低成本、高去除率而受到广泛研究和应用。常见的吸附剂有活性炭、壳聚糖、螯合树脂及粘土矿物等。而粘土矿物由于其去除率高、环境友好性及可重复使用性而更受关注和研究。水滑石（Layered double hydroxide,LDH）材料是一种典型的阴离子层状粘土矿物。但是传统LDH材料只能通过吸附作用去除铬离子,只是一种污染物的转移,不能将六价铬还原为毒性更小的三价铬,并未真正去除六价铬的危害,为解决此问题,因此本论文通过水热合成法制备出不同比例（Fe:Al=2:1和3:1）的Fe-Al/LDH材料（LDH-2和LDH-3）,并对吸附反应前的材料进行XRD、SEM、TEM、BET以及TG-DSC表征和分析,研究...
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水滑石的层状结构示意图
图 2-1 水滑石(Fe-Al-LDH)材料的制备过程Fig. 2-1. The synthesis process of Fe-Al-LDH2.3 腐殖酸(HA)的提取与表征本论文所用腐植酸是从黑土中提取出了的，黑土是来自于吉林省长白山。将一定量的黑土在低温下干燥，置于研钵中研磨后过 60 目筛。将研磨后的一定量的黑土置于容器中，按固液比 1:10 (g/mL)加入 0.5 mol/的盐酸(HCl)溶液后混匀，将该混合物在室温下搅拌 5 小时，之后静置 小时后倾倒上清液，剩余的残渣用高速冷冻离心机进行离心，调节转速为10000rpm，时间为 5 分钟，用去离子水洗涤离心 3 次，将土壤分离出来。再按固液比 1:10(g/mL)向上述土样中加入 0.4mol/L 氢氧化钠溶液，室温下继续搅拌 5 小时，之后静置 5 小时。过滤静置后的混合物可以得到了红棕色含有腐植酸的液体。用 6mol/L 的 HCl 溶液将红色液体的 pH 调到
图 2-2 腐殖酸的红外表征图Fig. 2-2. FTIR spectra of HA腐殖酸(HA)的红外表征图如图 2-2 所示，由图可观察到 1400c0cm-处有 2 个小峰，这主要是是由羟基(OH-)和羧基(COOH-)的 C-振动产生的；而在 1600cm-处观察到的峰，则是由环芳香的 C=振动产生的；而位于 3300cm-处的宽峰则是由于羟基和醇类的 O-振动产生的。因此，红外表征结果表明所提取出来的 HA 含有羟、羰基和甲氧基，这些功能基团决定了 HA 具有与铬离子和铁离合的能力。 水滑石(Fe-Al-LDH)材料及腐殖酸的表征.1 XRD 分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]六价铬对人体急性与慢性危害探究[J]. 谢文强. 资源节约与环保. 2016(07)
[2]膜分离法处理重金属废水研究进展[J]. 康雪晶,魏永杰. 广东化工. 2016(12)
[3]化学沉淀法处理含铬电镀废水的研究[J]. 杜皓明. 湖北科技学院学报. 2016(01)
[4]生物法处理含硫酸盐重金属废水的研究进展[J]. 曹晓磊,盛宇星. 环境科学与技术. 2015(S2)
[5]重金属汞污染的危害及其治理研究[J]. 李橙,赵阳,马雄飞. 绿色科技. 2015(10)
[6]磁性水滑石快速吸附水体中Cu（Ⅱ）离子[J]. 张琪,罗琳,张嘉超,刘武嫦,胡伟斌. 环境工程学报. 2015(09)
[7]镁铝水滑石的制备与性能研究[J]. 童孟良,舒均杰,王罗强. 无机盐工业. 2014(04)
[8]镉污染对人体危害的初探[J]. 张娟萍,张喜凤. 价值工程. 2013(25)
[9]生物法在处理重金属废水中的应用[J]. 王柯桦,李雅婕. 广东化工. 2013(02)
[10]生物法处理重金属废水研究状况[J]. 王磊峰,王倩倩,魏丽琼,杨敦培. 化工技术与开发. 2013(01)
博士论文
[1]LDHs薄膜的取向生长及性能研究[D]. 郭孝孝.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]离子液体插层水滑石复合材料的合成及其用于染料吸附的研究[D]. 周青青.武汉纺织大学 2016
[2]高比表面积水滑石材料的宏量制备及吸附性能研究[D]. 李忠泽.北京化工大学 2015
[3]多酸插层水滑石材料的制备及其性能研究[D]. 贾岳清.北京化工大学 2015
[4]Mg/Al水滑石中Fe3+的加入对水溶液中铬吸附的影响[D]. 肖莉莉.大连理工大学 2011
[5]镁铝水滑石改性及其对Pb（Ⅱ）吸附性能[D]. 王亚举.湘潭大学 2011
[6]密度泛函理论研究LDHs功能材料的微观结构[D]. 姚萍.浙江工业大学 2011
[7]EDDS改性Zn-Al水滑石对Cu2+的吸附特性研究[D]. 马晓莹.湖南大学 2010
[8]铁类LDH去除水环境中砷的吸附机理研究[D]. 李晓靖.陕西师范大学 2010
[9]粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨[D]. 王宜鑫.扬州大学 2007
[10]含铜多元水滑石层状材料的合成及结构分析与性能研究[D]. 冯拥军.北京化工大学 2003
本文编号：3313149
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水滑石的层状结构示意图
图 2-1 水滑石(Fe-Al-LDH)材料的制备过程Fig. 2-1. The synthesis process of Fe-Al-LDH2.3 腐殖酸(HA)的提取与表征本论文所用腐植酸是从黑土中提取出了的，黑土是来自于吉林省长白山。将一定量的黑土在低温下干燥，置于研钵中研磨后过 60 目筛。将研磨后的一定量的黑土置于容器中，按固液比 1:10 (g/mL)加入 0.5 mol/的盐酸(HCl)溶液后混匀，将该混合物在室温下搅拌 5 小时，之后静置 小时后倾倒上清液，剩余的残渣用高速冷冻离心机进行离心，调节转速为10000rpm，时间为 5 分钟，用去离子水洗涤离心 3 次，将土壤分离出来。再按固液比 1:10(g/mL)向上述土样中加入 0.4mol/L 氢氧化钠溶液，室温下继续搅拌 5 小时，之后静置 5 小时。过滤静置后的混合物可以得到了红棕色含有腐植酸的液体。用 6mol/L 的 HCl 溶液将红色液体的 pH 调到
图 2-2 腐殖酸的红外表征图Fig. 2-2. FTIR spectra of HA腐殖酸(HA)的红外表征图如图 2-2 所示，由图可观察到 1400c0cm-处有 2 个小峰，这主要是是由羟基(OH-)和羧基(COOH-)的 C-振动产生的；而在 1600cm-处观察到的峰，则是由环芳香的 C=振动产生的；而位于 3300cm-处的宽峰则是由于羟基和醇类的 O-振动产生的。因此，红外表征结果表明所提取出来的 HA 含有羟、羰基和甲氧基，这些功能基团决定了 HA 具有与铬离子和铁离合的能力。 水滑石(Fe-Al-LDH)材料及腐殖酸的表征.1 XRD 分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]六价铬对人体急性与慢性危害探究[J]. 谢文强. 资源节约与环保. 2016(07)
[2]膜分离法处理重金属废水研究进展[J]. 康雪晶,魏永杰. 广东化工. 2016(12)
[3]化学沉淀法处理含铬电镀废水的研究[J]. 杜皓明. 湖北科技学院学报. 2016(01)
[4]生物法处理含硫酸盐重金属废水的研究进展[J]. 曹晓磊,盛宇星. 环境科学与技术. 2015(S2)
[5]重金属汞污染的危害及其治理研究[J]. 李橙,赵阳,马雄飞. 绿色科技. 2015(10)
[6]磁性水滑石快速吸附水体中Cu（Ⅱ）离子[J]. 张琪,罗琳,张嘉超,刘武嫦,胡伟斌. 环境工程学报. 2015(09)
[7]镁铝水滑石的制备与性能研究[J]. 童孟良,舒均杰,王罗强. 无机盐工业. 2014(04)
[8]镉污染对人体危害的初探[J]. 张娟萍,张喜凤. 价值工程. 2013(25)
[9]生物法在处理重金属废水中的应用[J]. 王柯桦,李雅婕. 广东化工. 2013(02)
[10]生物法处理重金属废水研究状况[J]. 王磊峰,王倩倩,魏丽琼,杨敦培. 化工技术与开发. 2013(01)
博士论文
[1]LDHs薄膜的取向生长及性能研究[D]. 郭孝孝.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]离子液体插层水滑石复合材料的合成及其用于染料吸附的研究[D]. 周青青.武汉纺织大学 2016
[2]高比表面积水滑石材料的宏量制备及吸附性能研究[D]. 李忠泽.北京化工大学 2015
[3]多酸插层水滑石材料的制备及其性能研究[D]. 贾岳清.北京化工大学 2015
[4]Mg/Al水滑石中Fe3+的加入对水溶液中铬吸附的影响[D]. 肖莉莉.大连理工大学 2011
[5]镁铝水滑石改性及其对Pb（Ⅱ）吸附性能[D]. 王亚举.湘潭大学 2011
[6]密度泛函理论研究LDHs功能材料的微观结构[D]. 姚萍.浙江工业大学 2011
[7]EDDS改性Zn-Al水滑石对Cu2+的吸附特性研究[D]. 马晓莹.湖南大学 2010
[8]铁类LDH去除水环境中砷的吸附机理研究[D]. 李晓靖.陕西师范大学 2010
[9]粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨[D]. 王宜鑫.扬州大学 2007
[10]含铜多元水滑石层状材料的合成及结构分析与性能研究[D]. 冯拥军.北京化工大学 2003
本文编号：3313149
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