凹凸棒土的改性与应用研究

发布时间：2017-03-18 04:07

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【摘要】： 凹凸棒土是苏皖地区特色矿产资源,本论文在分析凹凸棒土的应用开发现状基础上,以提高凹凸棒土的吸附容量,开发高性能凹凸棒土吸附材料为目的,先对凹凸棒土(ATP)进行盐酸酸处理得酸改性凹凸棒土(HATP),再开展硅烷偶联剂改性凹凸棒土(OHATP)吸附材料的制备研究。以重金属废水处理为目标,系统研究了OHATP对六价铬离子的吸附性能。 采用不同浓度的盐酸处理凹凸棒土,采用FTIR、BET和XRD等手段对产品结构进行表征,结果显示,0.1M盐酸处理后的凹凸棒土的比表面积和孔容都明显增大,晶体结构没有发生变化。 将硅烷偶联剂KH-550、KH-792接枝到HATP表面制得O1HATP、O2HATP吸附材料。系统研究了不同制备条件下制得的产品对六价铬吸附性能的影响。通过FTIR、TGA-DSC、XRD和BET对OHATP进行表征,结果证明KH-550、KH-792成功接枝到HATP表面。吸附实验结果表明,当KH-550、KH-792质量分数(相对OATP质量,下同)为1%,改性反应时间分别为4h和6h,,反应温度为50℃时,制备的O1HATP、O2HATP对六价铬离子的最大吸附容量可分别达到4.55mg·g-1和5.01mg·g-1。 通过静态吸附试验,考察了ATP、OHATP对六价铬离子的吸附性能。通过对比发现,OHATP对铬离子的吸附量远远大于ATP对铬离子的吸附量,主要是因为OHATP表面大量的氨基易于与铬离子形成化学键。准二级动力学方程能够更好的描述OHATP对六价铬离子的吸附过程,表明化学吸附是OHATP对铬离子的主要吸附速率步骤。在前二十分钟,O1HATP和O2HATP对铬离子的吸附非常迅速,对铬离子的去除率分别达到70%和74.9%,当吸附时间达到40min时,吸附基本达到平衡。O1HATP和O2HATP对六价铬离子的吸附平衡实验数据能够较好地符合Langmuir和Redlich-Peterson吸附等温方程,其最大吸附量分别为5.53mg·g-1、5.13mg·g-1。OHATP经热醋酸再生重复吸附第4次后的吸附量仍为第1次吸附量的90%以上,保持较好吸附性能,具有一定的实用价值。
【关键词】：凹凸棒土 硅烷偶联剂 改性 重金属离子 吸附
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TD985
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-32
• 1.1 凹凸棒土的晶体结构及资源储量8-11
• 1.2 凹凸棒土的性质11-13
• 1.2.1 凹凸棒土的物理性质11-12
• 1.2.2 凹凸棒土的物化性能12-13
• 1.3 凹凸棒土的改性13-21
• 1.3.1 提纯13-14
• 1.3.2 热活化14
• 1.3.3 酸化改性14-16
• 1.3.4 有机改性16-20
• 1.3.5 混合方法20-21
• 1.4 凹凸棒土在重金属废水处理中的应用21-22
• 1.5 立题意义和主要研究内容22-23
• 参考文献23-32
• 第二章 凹凸棒土的盐酸改性及表征32-41
• 2.1 材料与方法32-33
• 2.1.1 实验材料32
• 2.1.2 仪器及设备32-33
• 2.1.3 试验方法33
• 2.2 结果与讨论33-38
• 2.2.1 BET比表面积和全孔分布分析33-36
• 2.2.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)36-37
• 2.2.3 XRD37-38
• 2.3 酸化改性凹凸棒土的改性机理38
• 2.4 本章小结38
• 参考文献38-41
• 第三章 凹凸棒土的硅烷偶联剂改性及表征41-54
• 3.1 材料与方法41-42
• 3.1.1 试验材料41-42
• 3.1.2 仪器及设备42
• 3.3 试验方法42-45
• 3.3.1 改性步骤42-43
• 3.3.2 改性凹凸棒土对离子吸附量的测定43-45
• 3.3.3 红外光谱分析(FTIR)45
• 3.3.4 差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TGA)45
• 3.3.5 X射线衍射(XRD)分析45
• 3.4 结果与讨论45-52
• 3.4.1 制备条件对OHATP的铬离子吸附量影响45-48
• 3.4.2 改性凹凸棒土的结构表征48-51
• 3.4.3 偶联剂改性HATP机理探讨51-52
• 3.5 本章小结52
• 参考文献52-54
• 第四章 改性凹凸棒土对六价铬离子吸附性能研究54-68
• 4.1 材料与方法54-56
• 4.1.1 试验材料54-55
• 4.1.2 仪器及设备55
• 4.1.3 试验方法55-56
• 4.2 结果与讨论56-65
• 4.2.1 吸附条件考察56-59
• 4.2.2 吸附动力学与吸附等温线59-64
• 4.2.3 改性凹凸棒土再生利用64-65
• 4.3 本章小结65-66
• 参考文献66-68
• 第五章 结论68
• 致谢68-69
• 硕士期间发表的学术论文69-70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 卜晓宇;刘祥萱;;草酸改性凹凸棒土吸附偏二甲肼实验研究[J];化学推进剂与高分子材料;2013年01期

2 张云龙;纪俊玲;彭勇刚;万怀新;;KH550改性凹凸棒土及其对活性染料的吸附性能研究[J];印染助剂;2013年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 韩珊珊;凹凸棒土吸附与强化混凝去除水中嗅味物质的效能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 刘娟;凹凸棒石对铀污染土壤的原位钝化修复实验研究[D];广州大学;2012年

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本文编号：253910