利用新生相混合氢氧化物吸附处理水溶液中采油用阴离子表面活性剂

发布时间：2017-05-08 09:09

  本文关键词：利用新生相混合氢氧化物吸附处理水溶液中采油用阴离子表面活性剂，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文试图寻求一种低成本、高效率去除水溶液中采油用阴离子表面活性剂的方法。将氯碱工业废物白泥经过酸浸处理后,得到白泥浸出液,将其投加到碱性溶液中,原位生成混合氢氧化物,它们粒径小、比表面积大且具有较高的表面自由能,同时颗粒表面带正电,有利于对废水中阴离子表面活性剂进行有效地去除。利用X射线荧光技术(XRF)对白泥的化学组分进行表征；用透射电镜(TEM)对新生相混合氢氧化物表面形貌进行表征；用X射线衍射(XRD)及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分别对吸附处理前后的混合氢氧化物进行表征。具体研究了在碱性条件下,向阴离子表面活性剂水溶液(石油磺酸盐和木质素磺酸钠)中投加白泥浸出液,考查了不同实验条件下如白泥浸出液的投加量、溶液初始浓度、pH值、反应时间以及温度等对表面活性剂的去除率的影响。分别进行了热力学及动力学拟合,结合表征手段对氢氧化物吸附阴离子表面活性剂的机理进行了分析探讨。研究结果表明：(1)对白泥及白泥浸出液的XRF、XRD以及TEM结果表明,混合氢氧化物中主要物质为Ca(OH)2和Mg(OH)2。松散的氢氧化物沉淀延伸至水相中与相邻的沉淀物之间桥联形成三维网状结构,这有助于吸附反应的进行。(2)经过酸浸处理得到白泥浸出液,将其投加到碱性的活性石油磺酸盐溶液中,利用原位生成的混合氢氧化物对活性石油磺酸盐进行处理是切实可行的。接触时间60 s即可达到吸附平衡,反应速度快。通过实验数据得出最佳实验条件为：pH为12.0,白泥浸出液的投加量为1.5g/L(以固含量计)。当活性石油磺酸盐的初始浓度不高于500 mg/L时,最佳实验条件下,去除率均可达85%以上。(3)对新生相混合氢氧化物吸附后的活性石油磺酸盐进行解吸,解吸结果表明在此过程中石油磺酸盐的分子结构未发生明显改变,可以对石油磺酸盐进行回收利用。(4)利用白泥浸出液吸附处理水溶液中木质素磺酸钠的反应,当搅拌时间为60s,白泥浸出液的投加量为4.0g/L(以固含量计),木质素磺酸钠溶液初始pH为12.0时,去除效果最佳,去除率可达90%以上。(5)用两种最常用的吸附等温模型：Freudlich和Langmuir拟合实验数据,结果表明,两种方法中的吸附均为优惠吸附,反应易于自发进行；从热力学研究结果可以看出：吉布斯自由能△G0,吸附过程是自发进行的；△H0,该反应为放热反应,低温更有利于反应的进行；温度为303 K时,新生相混合氢氧化物对活性石油磺酸盐和木质素磺酸钠的吸附量都很高,说明新生相混合氢氧化物对采油用阴离子表面活性剂具有极强的吸附能力。(6)静电吸引作用以及氢键的结合是主要的吸附机理。此外,界面作用力和内聚力对此共沉淀／吸附行为也有很大影响。液桥通过氢键、界面作用以及内聚力与水合MOH+/M(OH)2颗粒以及表面活性剂分子结合形成一个三维网状结构,有利于共沉淀／吸附过程的进行。
【关键词】：采油用阴离子表面活性剂 白泥浸出液 新生相混合氢氧化物 共沉淀/吸附
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X741
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 表面活性剂废水13-15
• 1.1.1 表面活性剂13-15
• 1.1.2 表面活性剂废水15
• 1.2 表面活性剂废水处理方法15-19
• 1.3 共沉淀/吸附法19-20
• 1.4 白泥20-21
• 1.5 研究目的、意义及内容21-24
• 1.5.1 课题研究目的、意义21-22
• 1.5.2 课题研究内容22-24
• 第二章 实验材料与方法24-30
• 2.1 实验试剂与仪器24-25
• 2.1.1 实验试剂24
• 2.1.2 实验仪器24-25
• 2.2 实验方法25-30
• 2.2.1 白泥浸出液的制备25
• 2.2.2 白泥浸出液固含量的测定25
• 2.2.3 新生相混合氢氧化物沉淀量的测定25-26
• 2.2.4 活性石油磺酸盐的提取26-27
• 2.2.5 分析方法及标准曲线的绘制27
• 2.2.6 相关溶液的配制27-28
• 2.2.7 吸附实验28
• 2.2.8 白泥组分及沉淀物表征28
• 2.2.9 吸附前后XRD谱图分析28-29
• 2.2.10 吸附前后红外表征29
• 2.2.11 解吸实验29-30
• 第三章 处理活性石油磺酸盐实验探究30-48
• 3.1 白泥组分测定30
• 3.2 吸附前后XRD谱图分析30-31
• 3.3 新生相氢氧化物透射电镜照片31-32
• 3.4 傅里叶变换红外光谱分析32-33
• 3.5 溶液pH对吸附效果的影响33-35
• 3.6 白泥投加量对吸附效果的影响35-37
• 3.7 反应时间及初始石油磺酸盐溶液浓度对吸附效果的影响37-38
• 3.8 吸附等温线38-41
• 3.9 吸附动力学41-44
• 3.10 热力学参数44-45
• 3.11 重金属残留量测定45-46
• 3.12 解吸实验46-47
• 3.13 本章小结47-48
• 第四章 处理木质素磺酸钠实验探究48-55
• 4.1 pH对去除效果的影响48
• 4.2 投加量对去除效果的影响48-50
• 4.3 搅拌时间对去除效果的影响50-51
• 4.4 吸附热力学51-52
• 4.5 FT-IR红外谱图分析52-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 结论与展望55-57
• 5.1 结论55-56
• 5.2 展望56-57
• 参考文献57-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间发表的学术论文64-65
• 学位论文评阅及答辩情况表65

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本文编号：350854