脱砷离子筛的研制及机理初探

发布时间：2020-09-16 11:27

　　本文着力于研究与开发对微量砷具有直接净化功能的一类新型生态环境材料即脱砷离子筛,包括:(1)开发两种具有特殊二维结构的新型无机非整比复合物,用化学制筛手段,赋予对特定离子的筛效应与键合能力,使之高效地捕获待净化的有害砷离子,材料具有筛取容量大、深度吸附的特点;(2)所制备材料既可用于饮用水深度脱砷过程,还可用于植物提取物溶液中脱砷过程,可有效脱除复杂体系中存在的微量砷,材料具有抗污染能力强的特点。本文对层柱化合物脱砷材料的制备、性能表征、外能注入促进和强化吸附过程及吸附分离微量砷过程中的材料表面物理化学行为进行了较为深入的探索。利用水解法、溶胶凝胶法制备了高吸附性能的钛柱撑蒙脱土和钛柱撑水滑石,分别结合铝镁水滑石、蒙脱土的性能和结构特征,对制备途径进行调变,开展结构设计和吸附性能研究。运用X光电能谱(XPS)、原位红外光谱(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜分析(TEM)及差热分析(DTA)、固体核磁共振谱图分析(NMR)等手段对各种层柱材料的界面性质进行了表征。研究了不同制备条件对钛柱撑蒙脱土和钛柱撑水滑石的结构及对深度吸附水体系中痕、微量砷的影响,系统地研究了钛柱撑蒙脱土和钛柱撑水滑石具有特殊二维结构对微量砷吸附的机理以及不同外能注入强化吸附性能的影响。结果表明,紫外光照射可有效促进材料对微量砷的有效吸附。借助MD模拟手段,对蒙脱石-离子-水体系进行模拟,考察了层间含有不同补偿离子的蒙脱石的膨胀行为,进一步研究了层间物质的结构和运动行为,并探索了层间Na+和Mg2+形成不同扩散行为的原因。借助液相色谱-质谱联用仪等分析手段,对吸附过程前后三七主要成分的指纹图谱进行详细考察。结果表明,脱砷过程不仅有效分离去除有害砷,还可保证三七主要成分不变,实现了三七浸膏的质量控制。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2006
【中图分类】：X703

【引证文献】