类水滑石同时去除水中氟离子和硬度吸附性能研究
发布时间：2021-08-27 13:07
我国多年的地下水水质检测结果表明,超标污染物质具有明显的离子型特征,其中氟离子和硬度为主要超标污染物。目前很多农村仍直接将地下水作为直饮水使用,长期饮用高氟高硬水会对人体健康造成伤害。我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定氟化物和硬度限值分别为1.0mg/L和450mg/L。在对氟离子和硬度的处理方法中,吸附法因其操作简单、成本较低引起人们的重视。本文利用焙烧Mg/Al水滑石（HTCs-400-MgAl）同时去除水中氟离子和硬度,探索其吸附机理。主要结论如下:通过共沉淀法制备Mg/Al水滑石（HTCs-MgAl）,并在400℃下焙烧得到其焙烧产物（HTCs-400-MgAl）,利用XRD、FT-IR和SEM对制备的材料进行表征,结果表明:制备的水滑石具有明显的层状结构,结晶度良好,具有典型的类水滑石特征。经高温焙烧后层状结构消失,变为金属氧化物结构。利用HTCs-400-Mg Al同时去除水中氟离子和总硬度,研究HTCs-400-MgAl投加量、反应时间、溶液初始pH值、初始浓度、温度、转速等因素对吸附效果的影响。结果表明:HTCs-400-MgAl投加量与氟离子和总...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究背景
1.3 氟离子的危害
1.4 硬度的危害
1.5 氟离子去除方法
1.5.1 絮凝沉淀法
1.5.2 离子交换法
1.5.3 膜分离法
1.5.4 吸附法
1.6 硬度去除方法
1.6.1 化学软化法
1.6.2 离子交换软化法
1.6.3 膜分离软化法
1.6.4 吸附软化法
1.7 水滑石概述
1.7.1 水滑石的结构
1.7.2 水滑石的性质
1.7.3 水滑石的制备
1.7.4 水滑石的应用
1.8 本课题研究意义及内容
1.8.1 研究意义
1.8.2 研究内容
第二章 类水滑石的制备及表征
2.1 实验药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 吸附剂的制备
2.3 吸附剂的表征
2.3.1 XRD表征
2.3.2 FT-IR表征
2.3.3 SEM表征
2.4 氟离子的测定
2.5 硬度的测定
2.6 吸附剂的选择
2.7 小结
第三章 类水滑石同时吸附氟离子和总硬度的条件优化
3.1 单因素影响实验
3.1.1 HTCs-400-MgAl投加量的影响
3.1.2 反应时间的影响
3.1.3 pH的影响
3.1.4 离子初始浓度的影响
3.1.5 温度的影响
3.1.6 转速的影响
3.2 响应面法优化实验设计
3.2.1 Plackett-Burman实验设计及结果
3.2.2 Box-Behnken实验设计及结果
3.2.3 响应面优化吸附条件
3.2.4 最佳吸附条件验证及分析
3.3 小结
第四章 类水滑石同时去除氟离子和总硬度性能研究
4.1 吸附动力学研究
4.1.1 拟一级动力学模型
4.1.2 拟二级动力学模型
4.1.3 粒内扩散模型
4.1.4 实验结果分析
4.2 活化能分析
4.3 等温吸附研究
4.3.1 Langmuir等温吸附模型
4.3.2 Freundlich等温吸附吸附模型
4.3.3 实验结果分析
4.4 小结
第五章 类水滑石同时去除氟离子和硬度吸附机理研究
5.1 表征对比分析
5.1.1 XRD对比分析
5.1.2 FT-IR对比分析
5.1.3 EDS对比分析
5.2 吸附结果对比分析
5.2.1 吸附动力学对比分析
5.3 吸附机理
5.4 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]水资源现状及发展趋向浅析[J]. 贾秀芳. 城市建设理论研究(电子版). 2017(23)
[2]Ca-Al-LDH对富里酸吸附性能的研究[J]. 李国莲,汪静柔,郭中伟,谢发之,李海斌,汪雪春. 环境工程. 2017(07)
[3]2016年《中国环境状况公报》（摘录）[J]. 环境保护. 2017(11)
[4]湿凝胶晶化法高效合成X型沸石及其离子交换性能研究[J]. 赵博,纪妍妍,张兵,王冬梅,张纪梅. 材料导报. 2017(10)
[5]中国水资源现状分析与可持续发展对策研究[J]. 刘海书. 黑龙江科技信息. 2017(09)
[6]镉掺杂类水滑石催化剂的制备及其在木素超临界催化解聚中的初步应用[J]. 王荣海,王兴,周景辉. 大连工业大学学报. 2017(02)
[7]响应面优化污泥-茶渣生物炭的制备[J]. 范世锁,李慧,张浩,卢翔,杨紫薇. 环境工程学报. 2017(03)
[8]插层三元锌镁铝水滑石的制备及其在PVC中应用[J]. 王凯,岳邦毅,朱建,陈强. 无机盐工业. 2017(01)
[9]膜技术用于硬水脱盐[J]. 季常青. 矿产综合利用. 2016(06)
[10]石灰曝气法处理结垢地下水试验研究[J]. 崔红军,吴东升,卢金锁,胡涛,苏俊峰,华家,史经新. 供水技术. 2016(03)
博士论文
[1]聚丙烯无纺布表面亲疏水位点的构建及其吸附性能研究[D]. 周翔宇.天津工业大学 2017
[2]层状双金属氢氧化物的制备、表征及硫酸根和氟离子吸附性能研究[D]. 刘吉明.太原理工大学 2015
[3]镁铝水滑石基复合材料吸附去除水中铬（Ⅵ）、磷酸盐的研究[D]. 邓林.湖南大学 2015
[4]水滑石类化合物及其多级核壳结构复合材料负载金催化剂的制备及催化性能研究[D]. 米飞.北京化工大学 2012
[5]多元LDH层状双氢氧化物捕集多聚磷酸盐的机制和协同效应[D]. 周吉峙.上海大学 2011
硕士论文
[1]铝溶胶改性粉煤灰沸石吸附氟离子及其动力学研究[D]. 程伟强.东华理工大学 2016
[2]大孔弱酸氢型树脂Ca2+吸附特性与深度软化处理稠油污水研究[D]. 葛宵.江西理工大学 2015
[3]浓水中总硬度及钙镁离子的去除实验研究[D]. 石玉.太原理工大学 2013
[4]镁铝水滑石对Cd（Ⅱ）吸附及其吸附机理[D]. 魏英民.湘潭大学 2013
[5]镁铝型类水滑石的制备及其对水中氟和重金属离子的去除性能研究[D]. 吉鸿飞.长安大学 2012
本文编号：3366410
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究背景
1.3 氟离子的危害
1.4 硬度的危害
1.5 氟离子去除方法
1.5.1 絮凝沉淀法
1.5.2 离子交换法
1.5.3 膜分离法
1.5.4 吸附法
1.6 硬度去除方法
1.6.1 化学软化法
1.6.2 离子交换软化法
1.6.3 膜分离软化法
1.6.4 吸附软化法
1.7 水滑石概述
1.7.1 水滑石的结构
1.7.2 水滑石的性质
1.7.3 水滑石的制备
1.7.4 水滑石的应用
1.8 本课题研究意义及内容
1.8.1 研究意义
1.8.2 研究内容
第二章 类水滑石的制备及表征
2.1 实验药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 吸附剂的制备
2.3 吸附剂的表征
2.3.1 XRD表征
2.3.2 FT-IR表征
2.3.3 SEM表征
2.4 氟离子的测定
2.5 硬度的测定
2.6 吸附剂的选择
2.7 小结
第三章 类水滑石同时吸附氟离子和总硬度的条件优化
3.1 单因素影响实验
3.1.1 HTCs-400-MgAl投加量的影响
3.1.2 反应时间的影响
3.1.3 pH的影响
3.1.4 离子初始浓度的影响
3.1.5 温度的影响
3.1.6 转速的影响
3.2 响应面法优化实验设计
3.2.1 Plackett-Burman实验设计及结果
3.2.2 Box-Behnken实验设计及结果
3.2.3 响应面优化吸附条件
3.2.4 最佳吸附条件验证及分析
3.3 小结
第四章 类水滑石同时去除氟离子和总硬度性能研究
4.1 吸附动力学研究
4.1.1 拟一级动力学模型
4.1.2 拟二级动力学模型
4.1.3 粒内扩散模型
4.1.4 实验结果分析
4.2 活化能分析
4.3 等温吸附研究
4.3.1 Langmuir等温吸附模型
4.3.2 Freundlich等温吸附吸附模型
4.3.3 实验结果分析
4.4 小结
第五章 类水滑石同时去除氟离子和硬度吸附机理研究
5.1 表征对比分析
5.1.1 XRD对比分析
5.1.2 FT-IR对比分析
5.1.3 EDS对比分析
5.2 吸附结果对比分析
5.2.1 吸附动力学对比分析
5.3 吸附机理
5.4 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]水资源现状及发展趋向浅析[J]. 贾秀芳. 城市建设理论研究(电子版). 2017(23)
[2]Ca-Al-LDH对富里酸吸附性能的研究[J]. 李国莲,汪静柔,郭中伟,谢发之,李海斌,汪雪春. 环境工程. 2017(07)
[3]2016年《中国环境状况公报》（摘录）[J]. 环境保护. 2017(11)
[4]湿凝胶晶化法高效合成X型沸石及其离子交换性能研究[J]. 赵博,纪妍妍,张兵,王冬梅,张纪梅. 材料导报. 2017(10)
[5]中国水资源现状分析与可持续发展对策研究[J]. 刘海书. 黑龙江科技信息. 2017(09)
[6]镉掺杂类水滑石催化剂的制备及其在木素超临界催化解聚中的初步应用[J]. 王荣海,王兴,周景辉. 大连工业大学学报. 2017(02)
[7]响应面优化污泥-茶渣生物炭的制备[J]. 范世锁,李慧,张浩,卢翔,杨紫薇. 环境工程学报. 2017(03)
[8]插层三元锌镁铝水滑石的制备及其在PVC中应用[J]. 王凯,岳邦毅,朱建,陈强. 无机盐工业. 2017(01)
[9]膜技术用于硬水脱盐[J]. 季常青. 矿产综合利用. 2016(06)
[10]石灰曝气法处理结垢地下水试验研究[J]. 崔红军,吴东升,卢金锁,胡涛,苏俊峰,华家,史经新. 供水技术. 2016(03)
博士论文
[1]聚丙烯无纺布表面亲疏水位点的构建及其吸附性能研究[D]. 周翔宇.天津工业大学 2017
[2]层状双金属氢氧化物的制备、表征及硫酸根和氟离子吸附性能研究[D]. 刘吉明.太原理工大学 2015
[3]镁铝水滑石基复合材料吸附去除水中铬（Ⅵ）、磷酸盐的研究[D]. 邓林.湖南大学 2015
[4]水滑石类化合物及其多级核壳结构复合材料负载金催化剂的制备及催化性能研究[D]. 米飞.北京化工大学 2012
[5]多元LDH层状双氢氧化物捕集多聚磷酸盐的机制和协同效应[D]. 周吉峙.上海大学 2011
硕士论文
[1]铝溶胶改性粉煤灰沸石吸附氟离子及其动力学研究[D]. 程伟强.东华理工大学 2016
[2]大孔弱酸氢型树脂Ca2+吸附特性与深度软化处理稠油污水研究[D]. 葛宵.江西理工大学 2015
[3]浓水中总硬度及钙镁离子的去除实验研究[D]. 石玉.太原理工大学 2013
[4]镁铝水滑石对Cd（Ⅱ）吸附及其吸附机理[D]. 魏英民.湘潭大学 2013
[5]镁铝型类水滑石的制备及其对水中氟和重金属离子的去除性能研究[D]. 吉鸿飞.长安大学 2012
本文编号：3366410
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