改性褐煤对重金属的吸附及机理研究
发布时间：2022-09-24 22:10
重金属工业的迅速发展,使环境中的重金属污染日益严重。未处理或处理不达标的重金属废水排入环境,会使水体和土壤受到不同程度的污染。重金属具有毒性、不易降解,能够在水产品和农作物中富集。当人类食用这些污染的食物时,重金属就能通过食物链的作用在人体内蓄积,对人体健康造成严重危害。我国褐煤资源分布广泛,在华北、东北、华东、中南、西南和西北均有分布。年轻褐煤腐植酸组分含量普遍高达80%以上,是优质的原生腐植酸资源。褐煤具有较大的比表面积,富含腐植酸,含有羧基、醌基、羰基、甲氧基等活性基团,可与重金属离子发生螯合或络合等作用,是一种良好的吸附剂。然而天然褐煤成分复杂,空隙结构单一,对重金属的吸附能力有限,而且吸附的稳定及选择性相对较差,实际应用中施用剂量较高因而成本较高。为解决这些问题,本文采用不同物理化学方法对其进行功能化改性。本文以云南昭通褐煤为原料,采用不同的方法对褐煤表面进行改性,制备出五种不同的吸附剂材料,并采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪（SEM-EDS）、同步热分析（TG-DTG/DSC）、傅里叶红外光谱（FTIR）、13C固体核磁共振(13...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
1 文献综述
1.1 重金属污染概述
1.1.1 重金属污染的来源
1.1.2 我国重金属污染现状
1.1.3 镉和铅的环境毒理学
1.2 重金属污染修复治理方法
1.2.1 废水重金属污染治理方法
1.2.2 土壤重金属污染修复方法
1.3 褐煤材料及其应用研究背景概述
1.3.1 褐煤的特点及分布
1.3.2 褐煤的利用现状
1.3.3 褐煤作为吸附剂的研究现状
1.3.4 改性褐煤
1.4 吸附理论
1.4.1 吸附作用的分类
1.4.2 吸附等温线基本类型
1.4.3 影响吸附的因素
1.5 重金属吸附的研究方法
1.5.1 吸附热力学
1.5.2 吸附动力学
1.5.3 常用的分析表征方法
1.6 研究目的及研究内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
1.6.3 技术路线
2 引言
3 材料与方法
3.1 化学试剂与仪器设备
3.2 褐煤基改性材料的制备
3.3 吸附实验
3.4 褐煤基改性材料的表征
3.5 数据的统计分析
4 结果与分析
4.1 褐煤基改性材料吸附Cd(Ⅱ)性能和机理
4.1.1 吸附热力学
4.1.2 吸附动力学
4.1.3 不同pH条件下的Cd(Ⅱ)离子吸附
4.1.4 扫描电镜和能谱(SEM-EDS)
4.1.5 同步热分析(TG-DTG/DSC)
4.1.6 傅里叶红外光谱(FTIR)
4.1.7 固体核磁共振
4.1.8 X射线光电子能谱分析
4.2 褐煤基改性材料吸附Pb(Ⅱ)性能和机理
4.2.1 吸附热力学
4.2.2 吸附动力学
4.2.3 不同pH条件下的Pb(Ⅱ)离子吸附
4.2.4 竞争吸附
4.2.5 吸附Pb(Ⅱ)离子后褐煤基吸附剂的SEM-EDS图
4.2.6 同步热分析(TG-DTG/DSC)
4.2.7 傅里叶红外光谱(FTIR)
4.2.8 X射线光电子能谱分析
5 结论与讨论
5.1 结论
5.2 讨论
5.2.1 褐煤基吸附剂表征
5.2.2 吸附研究
5.2.3 研究展望
参考文献
Abstract
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃烧反应过程中胜利脱灰褐煤微结构演变特性研究[J]. 宋银敏,李娜,班延鹏,滕英跃,智科端,何润霞,周华从,刘全生. 燃料化学学报. 2017(12)
[2]生物炭对Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的单一及竞争吸附研究[J]. 王棋,王斌伟,谈广才,许楠. 北京大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]褐煤提质联产油工艺的数值模拟与分析[J]. 林元奎,边潇潇,李青松. 中国石油大学学报(自然科学版). 2017(04)
[4]褐煤腐植酸吸附铜的热力学机理[J]. 郝艳玲,范福海,郭超. 材料保护. 2017(07)
[5]褐煤基材料对Cd2+的吸附机制[J]. 暴秀丽,张静静,化党领,杨秋云,宋晓燕,王代长,刘世亮. 农业资源与环境学报. 2017(04)
[6]胡敏素对Pb2+吸附的响应面优化及机理[J]. 王雅辉,邹雪刚,舒冉君,黄军磊,吕文英,姚琨,刘国光. 中国环境科学. 2017(05)
[7]褐煤对苯酚的吸附性能及机制研究[J]. 杨戊戌,张洁,姚雅雪,吴雪茜. 安全与环境学报. 2017(01)
[8]二十一烷/膨胀石墨复合相变材料的制备与表征[J]. 李云涛,晏华,王群,赵思勰. 后勤工程学院学报. 2017(01)
[9]H3BO3改性柠檬渣对Cu2+Pb2+Cr6+的吸附性能[J]. 沈王庆,雷阳,邵培利. 环境科学研究. 2017(01)
[10]吸附材料对钒矿污染土壤重金属的稳定化效果[J]. 张文杰,蒋建国,李德安,李天然,李凯敏,王佳明. 中国环境科学. 2016(05)
博士论文
[1]农作物生物质基复合水凝胶的合成及对重金属离子吸附性能研究[D]. 张明月.吉林大学 2017
[2]新型海绵状改性壳聚糖复合材料的制备及其对废水中Pb（Ⅱ）的净化应用研究[D]. 王娜娜.中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) 2017
[3]有机废水的煤吸附净化机理研究[D]. 徐宏祥.中国矿业大学 2015
[4]黏土矿物表面修饰及其吸附重金属离子的性能规律研究[D]. 梁学峰.天津大学 2015
[5]纤维素纤维微隙结构与染色[D]. 孙中良.东华大学 2014
[6]重金属污染条件下基层环境监管体制研究[D]. 李冠杰.西北农林科技大学 2012
[7]纳/微米炭材料吸附去除水中重金属离子的基础研究[D]. 高占明.大连理工大学 2009
[8]烟杆基活性炭的制备及吸附处理重金属废水的研究[D]. 张利波.昆明理工大学 2007
[9]有机高分子—无机纳米复合粒子改性高分子材料的力学性能—相态与群子标度之间关系的研究[D]. 权英.北京化工大学 2002
硕士论文
[1]粒径和矿物质组分对表面活性剂吸附特性及褐煤润湿性的影响[D]. 赵锦荣.太原理工大学 2016
[2]表面活性剂在褐煤表面吸附特性及其对煤润湿性的影响[D]. 郭中雅.太原理工大学 2016
[3]水热提质对低阶煤物理化学性质影响的实验研究[D]. 赵博骏.哈尔滨工业大学 2016
[4]蒙东褐煤的结构及其分子模拟研究[D]. 陈彪.武汉科技大学 2016
[5]煤基吸附剂的制备及其去除废水中重金属的研究[D]. 张崎.武汉科技大学 2016
[6]循环流化床锅炉掺烧褐煤运行优化及经济性分析[D]. 王绍正.华北电力大学 2016
[7]改性活性炭对水中重金属离子的吸附研究[D]. 王雨.苏州科技学院 2015
[8]新型海绵状吸附材料的制备及其对水中Ni2+和Cd2+的吸附研究[D]. 程澄.南京大学 2014
[9]生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用[D]. 丁华毅.厦门大学 2014
[10]水泥行业废旧除尘布袋焚烧处理及其灰渣的利用[D]. 陈海斌.广东工业大学 2013
本文编号：3680955
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
1 文献综述
1.1 重金属污染概述
1.1.1 重金属污染的来源
1.1.2 我国重金属污染现状
1.1.3 镉和铅的环境毒理学
1.2 重金属污染修复治理方法
1.2.1 废水重金属污染治理方法
1.2.2 土壤重金属污染修复方法
1.3 褐煤材料及其应用研究背景概述
1.3.1 褐煤的特点及分布
1.3.2 褐煤的利用现状
1.3.3 褐煤作为吸附剂的研究现状
1.3.4 改性褐煤
1.4 吸附理论
1.4.1 吸附作用的分类
1.4.2 吸附等温线基本类型
1.4.3 影响吸附的因素
1.5 重金属吸附的研究方法
1.5.1 吸附热力学
1.5.2 吸附动力学
1.5.3 常用的分析表征方法
1.6 研究目的及研究内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
1.6.3 技术路线
2 引言
3 材料与方法
3.1 化学试剂与仪器设备
3.2 褐煤基改性材料的制备
3.3 吸附实验
3.4 褐煤基改性材料的表征
3.5 数据的统计分析
4 结果与分析
4.1 褐煤基改性材料吸附Cd(Ⅱ)性能和机理
4.1.1 吸附热力学
4.1.2 吸附动力学
4.1.3 不同pH条件下的Cd(Ⅱ)离子吸附
4.1.4 扫描电镜和能谱(SEM-EDS)
4.1.5 同步热分析(TG-DTG/DSC)
4.1.6 傅里叶红外光谱(FTIR)
4.1.7 固体核磁共振
4.1.8 X射线光电子能谱分析
4.2 褐煤基改性材料吸附Pb(Ⅱ)性能和机理
4.2.1 吸附热力学
4.2.2 吸附动力学
4.2.3 不同pH条件下的Pb(Ⅱ)离子吸附
4.2.4 竞争吸附
4.2.5 吸附Pb(Ⅱ)离子后褐煤基吸附剂的SEM-EDS图
4.2.6 同步热分析(TG-DTG/DSC)
4.2.7 傅里叶红外光谱(FTIR)
4.2.8 X射线光电子能谱分析
5 结论与讨论
5.1 结论
5.2 讨论
5.2.1 褐煤基吸附剂表征
5.2.2 吸附研究
5.2.3 研究展望
参考文献
Abstract
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃烧反应过程中胜利脱灰褐煤微结构演变特性研究[J]. 宋银敏,李娜,班延鹏,滕英跃,智科端,何润霞,周华从,刘全生. 燃料化学学报. 2017(12)
[2]生物炭对Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的单一及竞争吸附研究[J]. 王棋,王斌伟,谈广才,许楠. 北京大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]褐煤提质联产油工艺的数值模拟与分析[J]. 林元奎,边潇潇,李青松. 中国石油大学学报(自然科学版). 2017(04)
[4]褐煤腐植酸吸附铜的热力学机理[J]. 郝艳玲,范福海,郭超. 材料保护. 2017(07)
[5]褐煤基材料对Cd2+的吸附机制[J]. 暴秀丽,张静静,化党领,杨秋云,宋晓燕,王代长,刘世亮. 农业资源与环境学报. 2017(04)
[6]胡敏素对Pb2+吸附的响应面优化及机理[J]. 王雅辉,邹雪刚,舒冉君,黄军磊,吕文英,姚琨,刘国光. 中国环境科学. 2017(05)
[7]褐煤对苯酚的吸附性能及机制研究[J]. 杨戊戌,张洁,姚雅雪,吴雪茜. 安全与环境学报. 2017(01)
[8]二十一烷/膨胀石墨复合相变材料的制备与表征[J]. 李云涛,晏华,王群,赵思勰. 后勤工程学院学报. 2017(01)
[9]H3BO3改性柠檬渣对Cu2+Pb2+Cr6+的吸附性能[J]. 沈王庆,雷阳,邵培利. 环境科学研究. 2017(01)
[10]吸附材料对钒矿污染土壤重金属的稳定化效果[J]. 张文杰,蒋建国,李德安,李天然,李凯敏,王佳明. 中国环境科学. 2016(05)
博士论文
[1]农作物生物质基复合水凝胶的合成及对重金属离子吸附性能研究[D]. 张明月.吉林大学 2017
[2]新型海绵状改性壳聚糖复合材料的制备及其对废水中Pb（Ⅱ）的净化应用研究[D]. 王娜娜.中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) 2017
[3]有机废水的煤吸附净化机理研究[D]. 徐宏祥.中国矿业大学 2015
[4]黏土矿物表面修饰及其吸附重金属离子的性能规律研究[D]. 梁学峰.天津大学 2015
[5]纤维素纤维微隙结构与染色[D]. 孙中良.东华大学 2014
[6]重金属污染条件下基层环境监管体制研究[D]. 李冠杰.西北农林科技大学 2012
[7]纳/微米炭材料吸附去除水中重金属离子的基础研究[D]. 高占明.大连理工大学 2009
[8]烟杆基活性炭的制备及吸附处理重金属废水的研究[D]. 张利波.昆明理工大学 2007
[9]有机高分子—无机纳米复合粒子改性高分子材料的力学性能—相态与群子标度之间关系的研究[D]. 权英.北京化工大学 2002
硕士论文
[1]粒径和矿物质组分对表面活性剂吸附特性及褐煤润湿性的影响[D]. 赵锦荣.太原理工大学 2016
[2]表面活性剂在褐煤表面吸附特性及其对煤润湿性的影响[D]. 郭中雅.太原理工大学 2016
[3]水热提质对低阶煤物理化学性质影响的实验研究[D]. 赵博骏.哈尔滨工业大学 2016
[4]蒙东褐煤的结构及其分子模拟研究[D]. 陈彪.武汉科技大学 2016
[5]煤基吸附剂的制备及其去除废水中重金属的研究[D]. 张崎.武汉科技大学 2016
[6]循环流化床锅炉掺烧褐煤运行优化及经济性分析[D]. 王绍正.华北电力大学 2016
[7]改性活性炭对水中重金属离子的吸附研究[D]. 王雨.苏州科技学院 2015
[8]新型海绵状吸附材料的制备及其对水中Ni2+和Cd2+的吸附研究[D]. 程澄.南京大学 2014
[9]生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用[D]. 丁华毅.厦门大学 2014
[10]水泥行业废旧除尘布袋焚烧处理及其灰渣的利用[D]. 陈海斌.广东工业大学 2013
本文编号：3680955
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