改性凹凸棒石黏土吸附剂对磷和砷的吸附研究

发布时间：2017-09-21 05:11

  本文关键词：改性凹凸棒石黏土吸附剂对磷和砷的吸附研究

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【摘要】：近年来,洗涤污水、印染废水污染及其危害已日益引起人们的关注,寻求与环境相协调的、绿色环保的环境治理修复方法就成为人们研究的焦点。凹凸棒石黏土是一种具有环境修复和环境净化的功能材料,与环境有着很好的相容性。作为吸附材料,凹凸棒石黏土具有比表面积大、孔隙率高、极性强等特征,又因其价格低廉、高效的吸附能力、资源丰富以及可再生性等诸多优点而引起了人们的广泛关注。论文以甘肃靖远出产的凹凸棒石黏土矿为实验样品,经过提纯后再分别利用不同体积分数的硫酸、盐酸、醋酸和有机试剂进行样品的活化改性。制取得到不同组分酸改性和有机试剂改性的改性吸附剂。利用制得的多种吸附剂在液相中对磷和砷展开吸附实验研究。以探究凹凸棒石黏土样品和各种改性吸附剂之间的吸附特点和吸附性能,并通过控制改性条件和吸附实验的实验条如:pH、温度、吸附时间等因子来探讨研究多种改性吸附剂对磷和砷的吸附特点。实验发现:在不同体积分改性土中,3%硫酸改性样品、5%盐酸改性样品、8%醋酸改性样品和含量为0.7/5g有机试剂改性样品的吸附率比同组其他组分改性样品吸附效能要好,并且在2h左右对磷的吸附率达到最高值。将四组样品进行对比实验表明:3%硫酸改性土在相同的时间下吸附对磷的效率要明显高于其它三组改性的土。3%硫酸改性凹凸棒石黏土吸附剂对磷的吸附最优实验条件为:吸附剂投加量为0.5g,吸附时间2.5h,温度35℃,pH=6,此时对磷的吸附率达到85.16%。从正交表还可以得出影响实验主要因子的影响顺序依次为:吸附剂投加量吸附时间温度pH。在对砷的吸附实验中发现:在不同体积分改性土中,3%硫酸改性样品、5%盐酸改性样品、8%醋酸改性样品和含量为0.7/5g有机试剂改性样品的吸附率比同组其他组分改性样品吸附效能要好,并且也是在2h左右对砷的吸附率达到最高值。3%硫酸改性凹凸棒石黏土吸附剂对砷的吸附最优实验条件为:吸附剂投加量为0.5g,吸附时间2.5 h,温度35℃,pH=6,此时对磷的吸附率达到75.45%。从正交表还可以得出影响实验主要因子的影响顺序依次为:吸附剂投加量吸附时间温度pH。还对改性后的吸附剂进行了动力学和热力学模型的研究,并认为样品对磷和砷的吸附是一个伴随着其他吸附模式的化学吸附。
【关键词】：改性凹凸棒石 吸附 磷 砷
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 一 文献综述10-18
• 1.1 凹凸棒石黏土矿10-12
• 1.1.1 凹凸棒石黏土的发现10
• 1.1.2 凹凸棒石黏土的种类10-11
• 1.1.3 基本结构特征11
• 1.1.4 凹凸棒石黏土矿的应用与分布11-12
• 1.2 凹凸棒石黏土吸附剂12-14
• 1.2.1 凹凸棒石的吸附形式12
• 1.2.2 凹凸棒石的吸附特性12-13
• 1.2.3 凹凸棒石的研究现状与应用13
• 1.2.4 近期凹凸棒石的发展情况13-14
• 1.3 凹凸棒石黏土的改性14-16
• 1.3.1 强酸改性凹凸棒石黏土吸附剂14-15
• 1.3.2 热改性凹凸棒石黏土吸附剂15
• 1.3.3 碱改性凹凸棒石黏土吸附剂15
• 1.3.4 有机改性凹凸棒石黏土吸附剂15-16
• 1.4 论文研究的现实意义和相关内容16-18
• 二 实验部分18-34
• 2.1 硫酸改性凹凸棒石黏土吸附剂18-21
• 2.1.1 实验所用化学仪器和药品18
• 2.1.2 吸附实验和计算推导18-19
• 2.1.3 硫酸改性土的制备19-20
• 2.1.4 显色试剂的配制20-21
• 2.1.5 校准曲线的绘制21
• 2.2 盐酸改性凹凸棒石黏土吸附剂21-23
• 2.2.1 实验所用化学仪器和药品21-22
• 2.2.2 盐酸改性土的制备方法22-23
• 2.3 乙酸改性凹凸棒石黏土吸附剂23-24
• 2.3.1 实验所用化学仪器和药品23
• 2.3.2 乙酸改性土的制备方法23-24
• 2.4 有机改性凹凸棒石黏土吸附剂24-27
• 2.4.1 实验所用化学仪器和药品24-25
• 2.4.2 有机改性土的制备方法25-27
• 2.5 不同方法改性凹凸棒石黏土吸附剂的表征27-32
• 2.5.1 红外光谱的分析27-29
• 2.5.2 扫描电子显微镜的表征29-31
• 2.5.3 XRD的表征与分析31-32
• 2.6 本章小结32-34
• 三 改性凹凸棒石吸附剂性能的研究34-62
• 3.1 酸改性凹凸棒石黏土吸附剂对磷的吸附研究34-42
• 3.1.1 标准曲线的绘制34-35
• 3.1.2 时间对不同浓度硫酸改性土吸附性能的影响35-37
• 3.1.3 时间对不同浓度盐酸改性土吸附性能的影响37-38
• 3.1.4 时间对不同浓度醋酸改性土吸附性能的影响38-39
• 3.1.5 时间对不同有机试剂含量改性土吸附性能的影响39-41
• 3.1.6 时间对最优组分改性土吸附性能的影响41-42
• 3.2 其他因子对吸附率的影响42-46
• 3.2.1 温度对四组最优改性土吸附率的影响42-43
• 3.2.2 pH对吸附效果的影响43-44
• 3.2.3 投加量对吸附效果的影响44-46
• 3.3 结合实验选取最优吸附条件46-47
• 3.5 改性凹凸棒黏土对砷吸附性能的研究47-49
• 3.5.1 砷的实际测定方法47-48
• 3.5.2 实验所需试剂48-49
• 3.6 探究影响改性凹凸棒石黏土吸附剂吸附的因子49-56
• 3.6.1 砷标准曲线的绘制49-50
• 3.6.2 时间对不同浓度硫酸改性土吸附性能的影响50-51
• 3.6.3 时间对不同浓度盐酸改性土吸附性能的影响51-53
• 3.6.4 时间对不同浓度醋酸改性土吸附性能的影响53-54
• 3.6.5 时间对不同有机试剂含量改性土吸附性能的影响54-55
• 3.6.6 时间对最优组分改性土吸附性能的影响55-56
• 3.7 其他因子对吸附率的影响56-61
• 3.7.1 温度对吸附率的影响56-58
• 3.7.2 pH对吸附效果的影响58-59
• 3.7.3 吸附剂投加量对吸附效果的影响59-61
• 3.7.4 结合实验选取最优吸附条件61
• 3.8 本章小结61-62
• 四 热力学和动力学的研究62-78
• 4.1 吸附等温线62-63
• 4.1.1 吸附模型62
• 4.1.2 Langmuir吸附等温模型62-63
• 4.1.3 Freundlich吸附等温模型63
• 4.2 吸附热力学63-72
• 4.2.1 改性土对磷的吸附等温模型63-68
• 4.2.3 改性土对砷的吸附等温模型68-72
• 4.3 吸附动力学72-77
• 4.4 本章小结77-78
• 结论78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-85
• 攻读硕士期间的论文发表情况85

【参考文献】

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本文编号：892549