CeO 2 /Fe 2 O 3 /粉煤灰复合吸附剂的制备及其对模拟直接染料废水的吸附特征
发布时间：2023-04-05 20:05
以取自内蒙古大唐国际托克托发电有限责任有限公司的固体废弃物粉煤灰(FA)为主要材料,经对FA酸改性并结合沉淀焙烧法制备出CeO2/Fe2O3/粉煤灰(CeO2/Fe2O3/FA)复合吸附剂,并对制备条件(包括改性剂HCl浓度、原料配比、温度、反应时间、静置温度、静置时间、焙烧温度和焙烧时间等)进行了优化。结合化学成分、XRD、SEM、EDS、FT-IR以及比表面积和孔径分析等对吸附剂进行了表征。将CeO2/Fe2 O3/FA复合吸附剂用于对直接桃红12B和直接蓝2B两种直接染料模拟废水的吸附实验,获得了最佳吸附条件,并进行了吸附动力学、平衡热力学研究,进而探讨了材料的再生利用以及重金属浸出特性,并对今后的实验工作进行了展望以及提出了一些可行性的建议,共得出以下结论:(1)以FA为原料,通过HCl改进和沉淀焙烧法制得了CeO2/Fe2 O3/FA复合材料,考察了制备条件,通过XRD、SEM、EDS、FT-IR以及比表面积及孔径等方面进行了表征。研究证明,当FA用4mol/L HCl于8 0℃下进行活化后,再与FeCl3.6H2 O和Ce(SO4)2.4 H2O按质量比160:4:1进行沉...
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述及选题意义
1.1 引言
1.2 粉煤灰概述
1.2.1 粉煤灰的矿物组成及来源
1.2.2 粉煤灰的危害
1.2.2.1 对水源的污染
1.2.2.2 对大气的污染
1.2.2.3 使用粉煤灰过程中对环境产生的不良后果
1.2.3 粉煤灰处理染料废水的应用类型
1.2.3.1 直接作为吸附剂用于吸附染料废水
1.2.3.2 将改性后的粉煤灰作为吸附剂吸附染料废水
1.3 染料废水的来源特征及危害
1.3.1 染料废水的来源及染料的分类
1.3.2 直接染料的特征
1.3.3 染料废水的危害及处理方法
1.3.3.1 物理化学法
1.3.3.2 化学法
1.3.3.3 生物化学法
1.4 稀土概述
1.4.1 稀土元素的特征
1.4.2 稀土元素及氧化物在废水处理中的应用
1.5 研究目的、内容及意义
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容及实验流程
1.5.3 研究的创新点及选题意义
第二章 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂的制备及表征
2.1 实验材料及仪器试剂
2.1.1 实验材料的制备
2.1.1.1 模拟染料废水的制备
2.1.1.2 原灰的采集及预处理
2.2 直接染料标准曲线的绘制
2.2.1 直接染料最大吸收波长的测定
2.2.2 标准曲线的绘制
2.3 实验方法
2.3.1 复合吸附剂的制备方法
2.3.2 吸附实验
2.3.3 吸附剂的表征
2.3.4 吸附剂所含重金属浸出检测
2.4 结果与讨论
2.4.1 复合吸附剂制备条件的选择
2.4.1.1 HCl浓度的选择
2.4.1.2 FeCl3·6H2O与Ce(SO4)2·4H2O添加比例对吸附性能的影响
2.4.1.3 酸化温度和酸化时间的选择
2.4.1.4 最佳沉淀pH的选择
2.4.1.5 静置时间的选择
2.4.1.6 静置温度的选择
2.4.1.7 焙烧温度的选择
2.4.1.8 焙烧时间的选择
2.4.1.9 不同吸附剂吸附性能的比较
2.4.2 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂的表征
2.4.2.1 组成成分及形貌分析
2.4.2.2 XRD图谱分析
2.4.2.3 比表面积及孔径分析
2.4.2.4 红外光谱分析
2.4.3 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂中重金属浸出特性
2.5 本章小结
第三章 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂对直接桃红12B的吸附研究
3.1 实验方法
3.1.1 吸附动力学
3.1.2 吸附等温线
3.1.3 再生实验
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 复合吸附剂最佳吸附条件的探究
3.2.1.1 振荡频率对吸附性能的影响
3.2.1.2 溶液pH对吸附性能的影响
3.2.1.3 CeO2/Fe2O3/FA吸附剂投加量对吸附性能的影响
3.2.1.4 初始染料浓度对对吸附性能的影响
3.2.1.5 吸附时间对吸附性能的影响
3.2.1.6 吸附温度对吸附性能的影响
3.2.2 吸附动力学
3.2.2.1 吸附动力学方程的拟合
3.2.2.2 吸附过程中活化能的计算
3.2.3 吸附等温线
3.2.3.1 吸附等温线及方程的拟合
3.2.3.2 吸附热力学参数的计算
3.3 再生实验
3.3.1 再生条件的优化
3.3.1.1 再生溶液种类的优化
3.3.1.2 再生溶液浓度的优化
3.3.1.3 再生时间的优化
3.3.1.4 再生温度的优化
3.3.2 再生次数的研究
3.4 本章小结
第四章 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂对直接蓝2B的吸附研究
4.1 实验方法
4.1.1 吸附动力学
4.1.2 吸附等温线
4.1.3 再生实验
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 复合吸附剂吸附条件的优化
4.2.1.1 振荡频率的选择
4.2.1.2 溶液pH对吸附性能的影响
4.2.1.3 投加量的优化
4.2.1.4 初始染料浓度的影响
4.2.1.5 吸附时间的确定
4.2.1.6 吸附温度对吸附性能的影响
4.2.2 吸附动力学
4.2.2.1 吸附动力学方程的拟合
4.2.2.2 吸附过程中活化能的计算
4.2.3 吸附等温线
4.2.3.1 吸附等温线及方程的拟合
4.2.3.2 吸附热力学参数的计算
4.3 再生实验
4.3.1 再生条件的优化
4.3.1.1 再生溶液种类的优化
4.3.1.2 再生溶液浓度的优化
4.3.1.3 再生时间的优化
4.3.1.4 再生温度的优化
4.3.2 再生次数的研究
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 实验总结
5.2 展望与建议
5.2.1 实验展望
5.2.2 实验建议
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文及主持、参与的项目情况
本文编号：3784046
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述及选题意义
1.1 引言
1.2 粉煤灰概述
1.2.1 粉煤灰的矿物组成及来源
1.2.2 粉煤灰的危害
1.2.2.1 对水源的污染
1.2.2.2 对大气的污染
1.2.2.3 使用粉煤灰过程中对环境产生的不良后果
1.2.3 粉煤灰处理染料废水的应用类型
1.2.3.1 直接作为吸附剂用于吸附染料废水
1.2.3.2 将改性后的粉煤灰作为吸附剂吸附染料废水
1.3 染料废水的来源特征及危害
1.3.1 染料废水的来源及染料的分类
1.3.2 直接染料的特征
1.3.3 染料废水的危害及处理方法
1.3.3.1 物理化学法
1.3.3.2 化学法
1.3.3.3 生物化学法
1.4 稀土概述
1.4.1 稀土元素的特征
1.4.2 稀土元素及氧化物在废水处理中的应用
1.5 研究目的、内容及意义
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容及实验流程
1.5.3 研究的创新点及选题意义
第二章 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂的制备及表征
2.1 实验材料及仪器试剂
2.1.1 实验材料的制备
2.1.1.1 模拟染料废水的制备
2.1.1.2 原灰的采集及预处理
2.2 直接染料标准曲线的绘制
2.2.1 直接染料最大吸收波长的测定
2.2.2 标准曲线的绘制
2.3 实验方法
2.3.1 复合吸附剂的制备方法
2.3.2 吸附实验
2.3.3 吸附剂的表征
2.3.4 吸附剂所含重金属浸出检测
2.4 结果与讨论
2.4.1 复合吸附剂制备条件的选择
2.4.1.1 HCl浓度的选择
2.4.1.2 FeCl3·6H2O与Ce(SO4)2·4H2O添加比例对吸附性能的影响
2.4.1.3 酸化温度和酸化时间的选择
2.4.1.4 最佳沉淀pH的选择
2.4.1.5 静置时间的选择
2.4.1.6 静置温度的选择
2.4.1.7 焙烧温度的选择
2.4.1.8 焙烧时间的选择
2.4.1.9 不同吸附剂吸附性能的比较
2.4.2 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂的表征
2.4.2.1 组成成分及形貌分析
2.4.2.2 XRD图谱分析
2.4.2.3 比表面积及孔径分析
2.4.2.4 红外光谱分析
2.4.3 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂中重金属浸出特性
2.5 本章小结
第三章 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂对直接桃红12B的吸附研究
3.1 实验方法
3.1.1 吸附动力学
3.1.2 吸附等温线
3.1.3 再生实验
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 复合吸附剂最佳吸附条件的探究
3.2.1.1 振荡频率对吸附性能的影响
3.2.1.2 溶液pH对吸附性能的影响
3.2.1.3 CeO2/Fe2O3/FA吸附剂投加量对吸附性能的影响
3.2.1.4 初始染料浓度对对吸附性能的影响
3.2.1.5 吸附时间对吸附性能的影响
3.2.1.6 吸附温度对吸附性能的影响
3.2.2 吸附动力学
3.2.2.1 吸附动力学方程的拟合
3.2.2.2 吸附过程中活化能的计算
3.2.3 吸附等温线
3.2.3.1 吸附等温线及方程的拟合
3.2.3.2 吸附热力学参数的计算
3.3 再生实验
3.3.1 再生条件的优化
3.3.1.1 再生溶液种类的优化
3.3.1.2 再生溶液浓度的优化
3.3.1.3 再生时间的优化
3.3.1.4 再生温度的优化
3.3.2 再生次数的研究
3.4 本章小结
第四章 CeO2/Fe2O3/粉煤灰复合吸附剂对直接蓝2B的吸附研究
4.1 实验方法
4.1.1 吸附动力学
4.1.2 吸附等温线
4.1.3 再生实验
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 复合吸附剂吸附条件的优化
4.2.1.1 振荡频率的选择
4.2.1.2 溶液pH对吸附性能的影响
4.2.1.3 投加量的优化
4.2.1.4 初始染料浓度的影响
4.2.1.5 吸附时间的确定
4.2.1.6 吸附温度对吸附性能的影响
4.2.2 吸附动力学
4.2.2.1 吸附动力学方程的拟合
4.2.2.2 吸附过程中活化能的计算
4.2.3 吸附等温线
4.2.3.1 吸附等温线及方程的拟合
4.2.3.2 吸附热力学参数的计算
4.3 再生实验
4.3.1 再生条件的优化
4.3.1.1 再生溶液种类的优化
4.3.1.2 再生溶液浓度的优化
4.3.1.3 再生时间的优化
4.3.1.4 再生温度的优化
4.3.2 再生次数的研究
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 实验总结
5.2 展望与建议
5.2.1 实验展望
5.2.2 实验建议
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文及主持、参与的项目情况
本文编号：3784046
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