复合介孔吸附剂的制备及其净化含砷氟地下水的实验研究

发布时间：2017-09-04 05:39

  本文关键词：复合介孔吸附剂的制备及其净化含砷氟地下水的实验研究

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【摘要】：地下水中的砷酸根以及氟离子污染会对人体健康产生危害。吸附法是众多除氟、除砷水处理技术中的良好选择之一。然而,大多数吸附剂存在吸附容量低、吸附缓慢等缺点。因此,研发高效环保吸附剂成为吸附研究的热点问题。通过均匀试验,确定对F-吸附效果最好的吸附剂为PEG-Ti,配比为:PEG(聚乙二醇)1.5980g、水5.0m L,pH值2.8。对AsO43-吸附效果最好的吸附剂为PEG-Zr,配比为:PEG 3.9428g、TMAOH(四甲基氢氧化铵)5.2m L,pH值8。最适烧结温度为500℃。在此基础上,通过掺杂稀土元素,筛选确定对F-吸附效果最好的吸附剂为Ti-Ce,饱和吸附量为49.01mg/g;对AsO_4~(3-)吸附效果最好的吸附剂为Zr-La,饱和吸附量为35.65mg/g。XRD、BET、TEM等表征结果表明,制备的材料结晶较好,介孔孔径在10-20nm之间,具有良好的介孔结构和物理化学性能。采用Langmuir、Freundlich及Redlich-Peterson等温吸附模型,对目标离子等温吸附的试验数据进行拟合。结果显示,复合介孔吸附剂对目标离子的吸附情况以化学吸附为主,但并不是理想均匀的单层吸附。吸附剂吸附目标离子时,吸附环境为中性时吸附效率最高;硬度与Cl-浓度并不会对吸附效果产生较大影响;硫酸根浓度对F-吸附量有明显影响;砷氟共存时,制备材料除氟的选择性更高。自制动态吸附装置,以Ti-Ce吸附剂为研究对象,确定了装置的动态吸附参数:填料高度30cm,进液流速20.0mL/min。将F-浓度为9.7mg/L、总砷浓度为0.71mg/L的某煤矿矿井水作为研究对象,通过动态吸附装置,混合吸附剂对F-、AsO_4~(3-)吸附达耗竭点(出水浓度为进水浓度的95%)时的平衡吸附量分别为34.9mg/g、20.7mg/g。本试验研究表明,复合介孔吸附剂的吸附、再生性能均较好,可为水中砷、氟污染物去除提供良好的选择。
【关键词】：稀土 介孔 除氟 除砷
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O647.33;X523
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 1 绪论18-25
• 1.1 研究背景及意义18-19
• 1.2 国内外研究现状19-22
• 1.3 研究内容与技术路线22-25
• 2 钛基、锆基介孔材料制备与筛选25-47
• 2.1 实验材料与方法25-28
• 2.2 均匀设计试验28-30
• 2.3 吸附剂筛选结果与分析30-44
• 2.4 烧结温度的影响44-46
• 2.5 小结46-47
• 3 掺杂稀土的介孔吸附剂制备与筛选47-57
• 3.1 复合介孔吸附剂的制备47-48
• 3.2 复合介孔吸附剂的筛选48-50
• 3.3 辅助制备手段对吸附效果的影响50-52
• 3.4 优选介孔吸附剂的表征52-56
• 3.5 小结56-57
• 4 复合介孔吸附剂对含砷氟水的静态吸附实验研究57-75
• 4.1 吸附试验方法57-58
• 4.2 吸附试验结果分析58-73
• 4.3 小结73-75
• 5 复合介孔吸附剂对含砷氟水的动态吸附实验研究75-83
• 5.1 实验装置75-76
• 5.2 吸附的穿透曲线76-77
• 5.3 吸附试验方法77
• 5.4 吸附试验结果分析77-80
• 5.5 实际地下水的吸附效果80-81
• 5.6 吸附剂的再生81-82
• 5.7 小结82-83
• 6 结论与建议83-85
• 6.1 结论83-84
• 6.2 建议84-85
• 参考文献85-92
• 作者简介92-94
• 学位论文数据集94

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本文编号：789697