锰、镁氧化物改性海泡石对镉离子的吸附研究

发布时间：2022-02-20 09:09

　　目前,随着工业化和城市化的发展,重金属离子的污水排放所引起的环境问题越来越严重。当前的技术很难满足日后对重金属离子废水处理的发展需求,这使得高效、经济去除工厂中排放的重金属离子的废水变越来越重要。本论文以湘潭本地的海泡石为载体,分别采用液相氧化还原法和共沉淀法将二氧化锰和氧化镁两种金属氧化物负载在海泡石上,用于废水中重金属离子Cd²⁺的吸附。在此基础上,研究制备和吸附条件对吸附剂的影响,并考察吸附剂的结构特征及吸附Cd²⁺的吸附性能。以此为实际生产生活提供指导,开发出高附加值的产品。本文将分别将不同含量的金属氧化物（MnO₂、MgO）负载在提纯且酸改的海泡石上,制备了金属氧化物改性的海泡石基吸附剂（MnO₂-海泡石、MgO-海泡石）。采用傅立叶红外光谱（FTIR）、X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面与孔径分析、X-射线能谱分析（EDS）与X-射线光电子能谱（XPS）等表征技术分析改性前后及吸附Cd²⁺前后的改性海泡石的物理化学特征,以考察吸附剂的性能,并采... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 水体重金属污染现状、来源及危害
        1.1.1 水体重金属的污染现状
        1.1.2 水体中含镉离子的来源
        1.1.3 镉离子的危害
    1.2 含镉离子废水处理技术
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 离子交换法
        1.2.3 膜过滤法
        1.2.4 浮选法
        1.2.5 电化学处理法
        1.2.6 混凝和絮凝法
        1.2.7 吸附法
    1.3 海泡石吸附材料
        1.3.1 海泡石的结构特征及基本性能
        1.3.2 海泡石对重金属离子的吸附作用及其应用
    1.4 海泡石吸附材料的改性技术研究现状
        1.4.1 金属氧化物负载改性海泡石吸附材料
        1.4.2 有机物改性海泡石吸附材料
    1.5 二氧化锰和氧化镁的性质及其应用
        1.5.1 二氧化锰和氧化镁的性质
        1.5.2 在环境方面的治理应用
    1.6 课题研究目的、内容和技术路线
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 技术路线
    1.7 创新点
第二章 实验部分
    2.1 实验药品及仪器设备
        2.1.1 实验原料和试剂
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验步骤
        2.2.2 分析方法
    2.3 样品的表征
        2.3.1 傅立叶红外光谱分析(FT-IR)
        2.3.2 比表面积分析(BET)
        2.3.3 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.3.4 X-射线衍射分析(XRD)
        2.3.5 X-射线能谱分析(EDS)
        2.3.6 X射线光电子能谱分析(XPS)
    2.4 价格评估
    2.5 吸附等温线方程
        2.5.1 Langmuir等温线方程
        2.5.2 Freundlich等温线方程
        2.5.3 Sips等温线方程
    2.6 动力学方程
        2.6.1 准一级动力学方程
        2.6.2 准二级动力学方程
        2.6.3 Avrami动力学方程
        2.6.4 内扩散模型
    2.7 热力学方程
第三章 二氧化锰负载改性海泡石吸附剂的吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 单因素条件实验
        3.2.1 MnO_2 负载量的影响
        3.2.2 pH值的影响
        3.2.3 吸附剂用量的影响
        3.2.4 吸附时间的影响
    3.3 吸附等温线研究
    3.4 动力学吸附研究
    3.5 解吸实验
    3.6 价格估价
    3.7 样品表征
        3.7.1 FTIR分析
        3.7.2 SEM分析
        3.7.3 N2 吸附-脱附等温线和比表面积分析
        3.7.4 XRD分析
        3.7.5 EDS分析
    3.8 本章小结
第四章 氧化镁负载改性海泡石吸附剂的吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 单因素条件考察实验
        4.2.1 煅烧时间的影响
        4.2.2 煅烧温度的影响
        4.2.3 pH值的影响
    4.3 吸附等温线研究
    4.4 吸附时间和动力学研究
    4.5 吸附温度的影响和热力学分析
    4.6 解吸实验
    4.7 样品表征
        4.7.1 红外光谱分析
        4.7.2 SEM分析
        4.7.3 XRD分析
        4.7.4 EDS分析
    4.8 本章小结
第五章 二氧化锰和氧化镁改性海泡石去除重金属离子的对比与分析
    5.1 引言
    5.2 MnO_2-海泡石材料的改性机理及去除Cd~(2+)机理的探讨
        5.2.1 MnO_2-海泡石材料的改性机理
        5.2.2 MnO_2-海泡石材料去除Cd~(2+)的机理
    5.3 MgO-海泡石材料的改性机理及去除Cd~(2+)机理的探讨
        5.3.1 MgO-海泡石材料的改性机理
        5.3.2 MgO-海泡石材料去除Cd~(2+)的机理
    5.4 两种改性材料对Cd~(2+)的吸附性能的比较
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 建议与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料的制备及其对水中重金属的吸附性能[J]. 鲁雪梅,熊鹰,张广之,倪晋仁.  环境化学. 2012(10)
[2]我国水环境污染现状及其防治[J]. 奇伟,韩福录.  内蒙古环境科学. 2009(05)
[3]水体重金属污染现状及其治理技术[J]. 黄海涛,梁延鹏,魏彩春,林华,莫国林.  广西轻工业. 2009(05)
[4]离子交换技术在重金属废水处理中的应用[J]. 雷兆武,孙颖.  环境科学与管理. 2008(10)
[5]印刷电路板生产废水的综合治理及废水回用[J]. 郭永福,邵琪珺.  工业水处理. 2007(08)



本文编号：3634722