沸石/膨润土颗粒吸附剂的制备及其对重金属的吸附研究

发布时间：2023-04-16 23:55

　　重金属由于其不可生物降解和高毒性成为环境治理研究的重点。膨润土和天然沸石由于具有较好的离子交换性能,常被用于吸附重金属离子。但粉状膨润土和沸石吸附材料粒度较细,遇水后极易分散和粉化,导致后续工序固液分离困难,回收利用不易。与此同时产生大量的污泥,造成二次污染。因此,吸附材料的成型制备成了迫切需要研究的问题。本文以钠基膨润土和天然沸石为原料,采用两种方法制备颗粒复合材料,分别是挤出-滚圆法和溶胶凝胶法。前者在原材料中加入经过改性后的橘皮粉来提高机械强度,同时增强吸附性能;后者先将壳聚糖负载在原材料上,再利用海藻酸钠与氯化钙交联的特性来制备吸附颗粒。将制备的成型颗粒用于对重金属离子Co²⁺和Cd²⁺的吸附。借助FT-IR、XRD、TGA-DTA、SEM和BET等分析检测手段对制备的样品进行结构表征和性能分析,探究制备工艺对吸附效果的影响,并对吸附影响因素进行分析和筛选,利用XPS和吸附相关模型对吸附机理进行系统研究。主要结论如下:(1)沸石/膨润土/MOP(G1和G2)制备工艺:焙烧温度500°C,焙烧时间70 min,膨润土和沸石配比为7:3,...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 水污染现状
    1.2 重金属离子来源、危害及其处理方法
        1.2.1 重金属离子来源及危害
        1.2.2 重金属离子的处理方法
    1.3 吸附法及吸附材料
        1.3.1 吸附法
        1.3.2 吸附材料
    1.4 膨润土
    1.5 天然沸石吸附特性
    1.6 生物质材料吸附特性
        1.6.1 生物废料吸附剂
        1.6.2 生物聚合物吸附剂
    1.7 复合材料及成型制备研究
    1.8 选题意义及主要研究内容
        1.8.1 选题意义
        1.8.2 主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 试验主要试剂/材料和仪器
        2.1.1 主要试剂和材料
        2.1.2 主要仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 复合吸附材料的制备
        2.2.2 吸附实验
    2.3 定量分析
        2.3.1 Co²⁺和Cd²⁺的标准曲线
        2.3.2 散失率的测定
        2.3.3 去除率的测定
        2.3.4 吸附量的测定
    2.4 表征方法
        2.4.1 差热-热重分析仪(TG-DTA)
        2.4.2 傅立叶红外光谱仪(FT-IR)
        2.4.3 X-射线粉末衍射仪(XRD)
        2.4.4 场发射电子显微镜(FESEM)
        2.4.5 全自动比表面及孔隙度分析仪(BET)
        2.4.6 X射线光电子能谱仪(XPS)
    2.5 吸附模型
        2.5.1 吸附动力学
        2.5.2 吸附等温线
        2.5.3 热力学参数
第3章 挤出-滚圆法制备复合材料及其对溶液中Co²⁺和Cd²⁺的吸附探究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 最佳成型吸附剂的制备
        3.2.2 最佳成型颗粒制备工艺探究
        3.2.3 吸附试验
        3.2.4 吸附条件探究
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 成分分析
        3.3.2 成型吸附剂形貌
        3.3.3 表征分析
        3.3.4 最佳成型工艺条件探究
        3.3.5 最佳吸附条件探究
    3.4 本章小结
第4章 溶胶凝胶法制备复合材料及其对溶液中Co²⁺和Cd²⁺的吸附探究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 最佳凝胶吸附颗粒的制备
        4.2.2 最佳成型颗粒制备工艺
        4.2.3 吸附试验
        4.2.4 吸附条件探究
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 成型吸附剂形貌
        4.3.2 表征分析
        4.3.3 最佳制备工艺条件探究
        4.3.4 最佳吸附条件探究
        4.3.5 循环吸附研究
    4.4 本章小结
第5章 吸附相关模型及机理探究
    5.1 吸附动力学模型
        5.1.1 挤出滚圆颗粒吸附动力学模型
        5.1.2 溶胶凝胶颗粒吸附动力学模型
    5.2 吸附等温模型
        5.2.1 挤出滚圆颗粒等温吸附曲线
        5.2.2 溶胶凝胶颗粒等温吸附曲线
    5.3 吸附热力学参数
        5.3.1 挤出滚圆法吸附热力学参数
        5.3.2 溶胶凝胶法吸附热力学参数
    5.4 机理分析
        5.4.1 挤出滚圆颗粒(G1和G2)吸附Co²⁺和Cd²⁺的机理分析
        5.4.2 溶胶凝胶颗粒(G3)吸附Co²⁺和Cd²⁺的机理分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3792142