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硅藻土复合改性及其对Cd 2+ 、Mn 2+ 吸附研究

发布时间:2023-09-02 10:49
  硅藻土因具有比表面积大,表面呈负电性等独特的理化性质,被广泛应用于吸附水体中重金属离子。但由于天然硅藻土含有杂质且理化构造存在缺陷,限制了其吸附性能的发挥,需要加工改性以改善其层间结构,提高吸附能力。目前主要采用单一方法改性硅藻土,不能显著提高硅藻土吸附性能。因此,进行硅藻土复合改性研究具有重要意义。 本文通过酸活化-钠化-柱撑(聚羟基铝、聚羟基铁、聚羟基铝铁)-焙烧组合工艺对硅藻土进行复合改性,以大幅度提高其吸附能力。采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱分析、扫描电镜等分析手段探讨硅藻土复合改性前后结构和性能的变化。并对复合改性硅藻土的重金属离子Cd2+、Mn2+吸附行为进行了研究。主要研究结果如下: (1)天然硅藻土吸附Cd2+、Mn2+研究:硅藻土对废水中重金属离子Cd2+、 Mn2+的吸附量随离子初始浓度增加而增加,随吸附剂浓度增加而减小;温度对其吸附性能影响最小,pH值的变化不仅会影响重金属离子在水溶液体系中的存在形态,还会影响硅藻土的理化性能。吸附反应在30min后基本达到平衡。研究表明,适当增加吸附剂用量、离子初始浓度,控制吸附温度(<50℃)、pH值(<6)、...

【文章页数】:72 页

【学位级别】:硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 水环境污染现状
        1.1.2 重金属的危害
        1.1.3 重金属废水处理方法
    1.2 硅藻土的基本性质与在环保领域研究概述
        1.2.1 硅藻土的理化性质
        1.2.2 硅藻土在吸附领域的应用研究现状
        1.2.3 硅藻土改性技术
    1.3 研究目的与意义
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
2 实验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验仪器与试剂
    2.3 试验方法
        2.3.1 天然硅藻土吸附条件及其机理研究
        2.3.2 天然硅藻土复合改性工艺研究
        2.3.3 复合改性硅藻土吸附机理研究
    2.4 分析方法
        2.4.1 重金属离子Cd2+、Mn2+浓度的测定
        2.4.2 X射线衍射分析
        2.4.3 红外光谱分析
        2.4.4 电镜扫描分析
    2.5 数据处理与统计
        2.5.1 吸附重金属离子吸附量、去除率的计算
        2.5.2 数据处理
3 天然硅藻土对Cd2+、Mn2+的吸附研究
    3.1 天然硅藻土对Cd2+、Mn2+吸附影响因素及其规律研究
        3.1.1 吸附剂浓度的影响
        3.1.2 离子初始浓度的影响
        3.1.3 吸附温度的影响
        3.1.4 pH值的影响
        3.1.5 吸附时间的影响
    3.2 天然硅藻土吸附Cd2+、Mn2+条件的优化
    3.3 天然硅藻土吸附Cd2+、Mn2+机理研究
        3.3.1 等温吸附
        3.3.2 吸附动力学
    3.4 小结
4 天然硅藻土的复合改性工艺研究
    4.1 复合改性影响因素研究
        4.1.1 硫酸浓度的影响
        4.1.2 NaCl浓度的影响
        4.1.3 柱化剂不同OH/cation摩尔比的影响
        4.1.4 焙烧对对硅藻土性能的影响
    4.2 复合改性条件优化
    4.3 小结
5 天然硅藻土复合改性机理研究
    5.1 X射线衍射分析(XRD)
    5.2 红外吸收光谱分析(IR)
    5.3 扫面电镜分析(SEM)
    5.4 小结
6 复合改性硅藻土吸附行为研究
    6.1 等温吸附
    6.2 吸附动力学
    6.3 小结
7 结论与建议
    7.1 研究结论
    7.2 创新点
    7.3 问题与展望
参考文献
附录 攻读学位期间的成果
致谢



本文编号:3845063

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