铝基吸附剂的制备、表征及对F - 的吸附性能研究
发布时间：2021-03-06 02:41
电解铝含氟烟气中氟对人体健康和动植物的生长存在严重危害。本研究以Na F溶液为含氟废水模拟溶液,用铝基吸附剂对其吸附以达到深度去除目的,从而为电解铝含氟烟气中氟化物的二次净化提供参考,并期望在实际除氟过程中得到应用。论文研究了铝基吸附剂的制备、表征、孔结构调控,吸附热力学、动力学、吸附选择性、循环利用性及除氟机理。铝基吸附材料制备简单,孔结构可调控,具有大的比表面积,对F-具有较高的选择性及吸附容量,且吸附速率快,是一类优异的除氟剂。具体研究内容包括以下4个方面。（1）用水热合成及高温焙烧技术用低成本无机铝源和沉淀剂制备了系列γ-Al2O3介孔材料。考察了制备条件对产物晶型、形貌和孔结构性质的影响。结果表明,铝源和沉淀剂类型对产物晶型无控制作用,但对形貌有明显影响。γ-Al2O3的BET比表面积、孔体积和孔径大小均可通过改变反应原料进行调控。（2）以葡萄糖为调孔剂,用水解-高温焙烧技术制备了介孔γ-Al2O3吸附剂。研究了γ-Al
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)青海省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 电解铝含氟烟气的研究现状
1.1.1 研究背景
1.1.2 电解铝含氟烟气成分
1.1.3 电解铝含氟烟气净化技术
1.1.4 电解铝含氟烟气净化存在的问题
1.2 氧化铝除氟的研究现状
1.2.1 氧化铝概述
1.2.2 氧化铝的制备方法
1.2.3 氧化铝的表面改性
1.2.4 氧化铝的表征
1.2.5 氧化铝除氟研究进展
1.3 吸附性能评价
1.3.1 吸附动力学模型
1.3.2 吸附等温线
1.3.3 热力学参数
1.3.4 吸附选择性
1.3.5 吸附剂的循环利用
1.4 本论文的选题依据和研究内容
1.4.1 选题依据和研究意义
1.4.2 研究目标
1.4.3 主要研究内容
第二章 介孔氧化铝的制备条件探索及孔结构调控
2.1 引言
2.2 实验试剂及仪器设备
2.2.1 实验试剂
2.2.2 仪器设备
2.3 实验方法
2.4 介孔氧化铝的制备
2.5 介孔氧化铝的表征
2.5.1 XRD分析
2.5.2 SEM分析
2.5.3 孔结构分析
2.5.4 TG-DTG分析
2.5.5 FT-IR分析
2.6 反应条件与产物结构的关系
2.7 小结
2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究">第三章 介孔 γ-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 实验试剂及仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方案
3.4 实验方法
2O3的制备"> 3.4.1 介孔 γ-Al2O3的制备
3.4.2 吸附实验
2O3的表征"> 3.5 介孔 γ-Al2O3的表征
3.5.1 XRD分析
3.5.2 SEM分析
3.5.3 孔结构分析
2O3的形成过程示意图"> 3.5.4 介孔 γ-Al2O3的形成过程示意图
2O3的除氟性能研究"> 3.6 介孔 γ-Al2O3的除氟性能研究
3.6.1 吸附动力学
3.6.2 F-浓度对吸附的影响
3.6.3 吸附等温线
3.6.4 pH对除氟率的影响
3.6.5 不同pH条件下的zeta电位
3.6.6 吸附选择性
3.6.7 吸附剂的循环利用
3.6.8 吸附机理
3.7 小结
2-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究">第四章 MnO2-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究
4.1 引言
4.2 实验试剂及仪器设备
4.2.1 实验试剂
4.2.2 仪器设备
4.3 实验方法
4.3.1 合成方案
2-Al2O3的制备"> 4.3.2 MnO2-Al2O3的制备
4.3.3 吸附实验
2-Al2O3的表征"> 4.4 MnO2-Al2O3的表征
4.4.1 XRD分析
4.4.2 XPS分析
4.4.3 SEM和TEM分析
4.4.4 孔结构分析
4.4.5 不同pH条件下的zeta电位
2-Al2O3对F-的吸附性能"> 4.5 MnO2-Al2O3对F-的吸附性能
4.5.1 pH对除氟率的影响
4.5.2 F-浓度对吸附容量的影响
4.5.3 吸附等温线
4.5.4 吸附动力学
4.5.5 吸附选择性
4.5.6 吸附剂的循环利用性
4.5.7 吸附机理
4.6 小结
2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究">第五章 GO-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究
5.1 引言
5.2 实验试剂及仪器
5.2.1 实验试剂
5.2.2 仪器设备
5.3 实验方法
2O3的制备"> 5.3.1 介孔 γ-Al2O3的制备
5.3.2 GO的制备
2O3的制备"> 5.3.3 GO-Al2O3的制备
5.3.4 吸附实验
5.4 吸附剂的表征
5.4.1 XRD分析
5.4.2 FT-IR分析
5.4.3 TEM分析
5.4.4 EDS-mapping分析
5.4.5 孔结构分析
2O3对F-的吸附性能"> 5.5 GO-Al2O3对F-的吸附性能
5.5.1 pH对除氟率的影响
5.5.2 不同pH条件下的zeta电位
5.5.3 吸附动力学
5.5.4 F-浓度对除氟率的影响
5.5.5 吸附剂剂量的影响
5.5.6 温度对吸附F-的影响
5.5.7 吸附选择性
5.5.8 吸附剂的再生及循环利用性能
5.5.9 吸附机理
5.6 小结
第六章 全文总结、创新点与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读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]湿法净化铝电解含氟烟气的工艺研究[J]. 邱静茹,王飞,赵丹丹,续京. 广州化工. 2014(24)
[2]介孔氧化铝的合成生长机理及应用[J]. 万红日,胡玉才,殷平. 鲁东大学学报(自然科学版). 2012(02)
[3]电解铝烟气净化技术的发展与展望[J]. 艾秀娟. 世界有色金属. 2012(01)
[4]330kA铝电解生产中烟气净化的实践[J]. 李鹏飞,朱凯,戴英飞. 有色冶金节能. 2011(06)
[5]麦草对水中苯胺的吸附平衡、热力学和动力学研究[J]. 张继义,王利平,常玉枝. 农业系统科学与综合研究. 2011(03)
[6]常压下用金属有机化学气相沉积法在HP40钢表面制备纳米氧化铝薄膜及表征[J]. 黄志荣,李攀瑜. 机械工程材料. 2011(07)
[7]壳聚糖吸附溴酚蓝的动力学及热力学研究[J]. 贾海红,韩宝平,马卫兴,周洪英. 环境科学与技术. 2011(05)
[8]氟化氢处理技术及应用研究进展[J]. 罗建志,王少波,杨献奎. 化工新型材料. 2011(S1)
[9]溶剂热合成分级叶片簇状纳米氧化铝[J]. 汤睿,张昭,杨晓娇,王寅. 无机化学学报. 2011(02)
[10]电解铝生产中含氟烟气的治理技术[J]. 李振宇. 云南冶金. 2010(05)
博士论文
[1]超微孔氧化铝基材料的制备及性能研究[D]. 李永峰.太原理工大学 2015
[2]氧化铝在布袋上沉积和吸附HF规律研究[D]. 汪家琼.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]基于电解铝烟气净化用袋式除尘器的气尘协同控制相关技术研究[D]. 杨勇.东华大学 2015
[2]氧化铝除氟与再生技术研究[D]. 李潇.西安建筑科技大学 2013
[3]类水滑石合成及其对水体中氟离子的去除[D]. 杨港.大连理工大学 2009
[4]有序介孔分子筛的合成、表征及其催化应用研究[D]. 田冬.中国科学技术大学 2009
[5]不同形貌氧化锰纳米材料的可控制备研究[D]. 许乃才.陕西师范大学 2009
[6]Mg-Al、Mg-Fe-Al类水滑石的制备及吸附水中氟离子的研究[D]. 王玉莲.烟台大学 2008
[7]凝胶法制备改性活性氧化铝研究[D]. 顾伟伟.天津大学 2007
[8]沉淀法制备纳米氧化铝粉体的研究[D]. 孟卫松.武汉科技大学 2004
[9]HF气体干法吸附理论与实验研究[D]. 盛军杰.浙江大学 2004
本文编号：3066298
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)青海省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 电解铝含氟烟气的研究现状
1.1.1 研究背景
1.1.2 电解铝含氟烟气成分
1.1.3 电解铝含氟烟气净化技术
1.1.4 电解铝含氟烟气净化存在的问题
1.2 氧化铝除氟的研究现状
1.2.1 氧化铝概述
1.2.2 氧化铝的制备方法
1.2.3 氧化铝的表面改性
1.2.4 氧化铝的表征
1.2.5 氧化铝除氟研究进展
1.3 吸附性能评价
1.3.1 吸附动力学模型
1.3.2 吸附等温线
1.3.3 热力学参数
1.3.4 吸附选择性
1.3.5 吸附剂的循环利用
1.4 本论文的选题依据和研究内容
1.4.1 选题依据和研究意义
1.4.2 研究目标
1.4.3 主要研究内容
第二章 介孔氧化铝的制备条件探索及孔结构调控
2.1 引言
2.2 实验试剂及仪器设备
2.2.1 实验试剂
2.2.2 仪器设备
2.3 实验方法
2.4 介孔氧化铝的制备
2.5 介孔氧化铝的表征
2.5.1 XRD分析
2.5.2 SEM分析
2.5.3 孔结构分析
2.5.4 TG-DTG分析
2.5.5 FT-IR分析
2.6 反应条件与产物结构的关系
2.7 小结
2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究">第三章 介孔 γ-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 实验试剂及仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方案
3.4 实验方法
2O3的制备"> 3.4.1 介孔 γ-Al2O3的制备
3.4.2 吸附实验
2O3的表征"> 3.5 介孔 γ-Al2O3的表征
3.5.1 XRD分析
3.5.2 SEM分析
3.5.3 孔结构分析
2O3的形成过程示意图"> 3.5.4 介孔 γ-Al2O3的形成过程示意图
2O3的除氟性能研究"> 3.6 介孔 γ-Al2O3的除氟性能研究
3.6.1 吸附动力学
3.6.2 F-浓度对吸附的影响
3.6.3 吸附等温线
3.6.4 pH对除氟率的影响
3.6.5 不同pH条件下的zeta电位
3.6.6 吸附选择性
3.6.7 吸附剂的循环利用
3.6.8 吸附机理
3.7 小结
2-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究">第四章 MnO2-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究
4.1 引言
4.2 实验试剂及仪器设备
4.2.1 实验试剂
4.2.2 仪器设备
4.3 实验方法
4.3.1 合成方案
2-Al2O3的制备"> 4.3.2 MnO2-Al2O3的制备
4.3.3 吸附实验
2-Al2O3的表征"> 4.4 MnO2-Al2O3的表征
4.4.1 XRD分析
4.4.2 XPS分析
4.4.3 SEM和TEM分析
4.4.4 孔结构分析
4.4.5 不同pH条件下的zeta电位
2-Al2O3对F-的吸附性能"> 4.5 MnO2-Al2O3对F-的吸附性能
4.5.1 pH对除氟率的影响
4.5.2 F-浓度对吸附容量的影响
4.5.3 吸附等温线
4.5.4 吸附动力学
4.5.5 吸附选择性
4.5.6 吸附剂的循环利用性
4.5.7 吸附机理
4.6 小结
2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究">第五章 GO-Al2O3的制备、表征及对F-的吸附性能研究
5.1 引言
5.2 实验试剂及仪器
5.2.1 实验试剂
5.2.2 仪器设备
5.3 实验方法
2O3的制备"> 5.3.1 介孔 γ-Al2O3的制备
5.3.2 GO的制备
2O3的制备"> 5.3.3 GO-Al2O3的制备
5.3.4 吸附实验
5.4 吸附剂的表征
5.4.1 XRD分析
5.4.2 FT-IR分析
5.4.3 TEM分析
5.4.4 EDS-mapping分析
5.4.5 孔结构分析
2O3对F-的吸附性能"> 5.5 GO-Al2O3对F-的吸附性能
5.5.1 pH对除氟率的影响
5.5.2 不同pH条件下的zeta电位
5.5.3 吸附动力学
5.5.4 F-浓度对除氟率的影响
5.5.5 吸附剂剂量的影响
5.5.6 温度对吸附F-的影响
5.5.7 吸附选择性
5.5.8 吸附剂的再生及循环利用性能
5.5.9 吸附机理
5.6 小结
第六章 全文总结、创新点与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读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]湿法净化铝电解含氟烟气的工艺研究[J]. 邱静茹,王飞,赵丹丹,续京. 广州化工. 2014(24)
[2]介孔氧化铝的合成生长机理及应用[J]. 万红日,胡玉才,殷平. 鲁东大学学报(自然科学版). 2012(02)
[3]电解铝烟气净化技术的发展与展望[J]. 艾秀娟. 世界有色金属. 2012(01)
[4]330kA铝电解生产中烟气净化的实践[J]. 李鹏飞,朱凯,戴英飞. 有色冶金节能. 2011(06)
[5]麦草对水中苯胺的吸附平衡、热力学和动力学研究[J]. 张继义,王利平,常玉枝. 农业系统科学与综合研究. 2011(03)
[6]常压下用金属有机化学气相沉积法在HP40钢表面制备纳米氧化铝薄膜及表征[J]. 黄志荣,李攀瑜. 机械工程材料. 2011(07)
[7]壳聚糖吸附溴酚蓝的动力学及热力学研究[J]. 贾海红,韩宝平,马卫兴,周洪英. 环境科学与技术. 2011(05)
[8]氟化氢处理技术及应用研究进展[J]. 罗建志,王少波,杨献奎. 化工新型材料. 2011(S1)
[9]溶剂热合成分级叶片簇状纳米氧化铝[J]. 汤睿,张昭,杨晓娇,王寅. 无机化学学报. 2011(02)
[10]电解铝生产中含氟烟气的治理技术[J]. 李振宇. 云南冶金. 2010(05)
博士论文
[1]超微孔氧化铝基材料的制备及性能研究[D]. 李永峰.太原理工大学 2015
[2]氧化铝在布袋上沉积和吸附HF规律研究[D]. 汪家琼.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]基于电解铝烟气净化用袋式除尘器的气尘协同控制相关技术研究[D]. 杨勇.东华大学 2015
[2]氧化铝除氟与再生技术研究[D]. 李潇.西安建筑科技大学 2013
[3]类水滑石合成及其对水体中氟离子的去除[D]. 杨港.大连理工大学 2009
[4]有序介孔分子筛的合成、表征及其催化应用研究[D]. 田冬.中国科学技术大学 2009
[5]不同形貌氧化锰纳米材料的可控制备研究[D]. 许乃才.陕西师范大学 2009
[6]Mg-Al、Mg-Fe-Al类水滑石的制备及吸附水中氟离子的研究[D]. 王玉莲.烟台大学 2008
[7]凝胶法制备改性活性氧化铝研究[D]. 顾伟伟.天津大学 2007
[8]沉淀法制备纳米氧化铝粉体的研究[D]. 孟卫松.武汉科技大学 2004
[9]HF气体干法吸附理论与实验研究[D]. 盛军杰.浙江大学 2004
本文编号：3066298
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