以铝矾土为原料沸石分子筛的合成及其吸附去除水溶液中镉离子的基础研究

发布时间：2020-12-12 05:30

　　近年来国内经常发生的镉污染事件,严重威胁着人们健康。因此,探索和开发制备成本低、价格低廉、去除镉离子能力强的环保处理材料和处理技术刻不容缓。沸石分子筛由于具有很好的热稳定性和水热稳定性、良好的离子交换性能和独特的阳离子选择吸附性能,在重金属废水处理中有广泛应用前景。但目前,沸石分子筛的制造成本和价格较高,严重影响了其在环境保护等领域的大规模使用。因此,选取价格低廉的原料来合成低成本沸石分子筛成为当务之急。本文以廉价的低品位铝矾土为原料,经碱熔融活化后,成功地合成了沸石分子筛,并系统地研究了合成沸石分子筛的各种影响因素。利用X射线衍射、扫描电镜、红外、物理吸附分析等测试技术对产物晶相、形貌、热稳定性、钙离子吸附能力及比表面积进行了系统表征测试,将分子筛的结构及性质等与其吸附性能进行了关联。进一步研究了沸石分子筛吸附金属离子的吸附等温线、热力学和动力学特征。所有研究为有效利用低品位铝矾土矿产资源、开发廉价环境保护材料奠定实验基础。主要研究结果如下：1、以低品位铝矾土为原料、偏铝酸钠为补充铝源、碳酸钠为活化剂,采用碱熔融-水热法合成了单一晶相、高结晶度的A型沸石分子筛。原料经碱熔融活化后全部... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
引言
1 绪论
    1.1 铝矾土
        1.1.1 铝矾土组成及特性
        1.1.2 铝矾土的应用
    1.2 天然矿物合成沸石分子筛的研究
        1.2.1 沸石分子筛
        1.2.2 天然矿物合成沸石分子筛的方法
        1.2.3 天然矿物合成沸石分子筛的工艺
        1.2.4 以铝矾土为原料沸石分子筛的合成研究
    1.3 沸石分子筛对镉离子的吸附性能
        1.3.1 金属镉污染及治理技术
        1.3.2 沸石分子筛吸附废水中镉离子的应用研究
    1.4 选题意义及研究内容
2 实验部分
    2.1 实验试剂及设备仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 分析仪器
    2.2 实验表征与性能测试
        2.2.1 X-射线粉末衍射分析
        2.2.2 扫描电镜分析
        2.2.3 化学组成分析
        2.2.4 傅立叶变换红外光谱分析
        2.2.5 比表面积和孔结构的测定
        2.2.6 热重-差热分析测定
        2.2.7 水静态饱和吸附量测定
        2.2.8 钙离子交换能力测定
3 以铝矾土为原料A型沸石分子筛的合成
    3.1 引言
    3.2 A型沸石分子筛的合成
        3.2.1 铝矾土的结构与组成分析
        3.2.2 铝矾土低温水热反应
        3.2.3 铝矾土高温活化
        3.2.4 铝矾土碱熔融活化
        3.2.5 A型沸石分子筛的合成方法
    3.3 A型沸石分子筛合成的影响因素
        3.3.1 硅铝比
        3.3.2 碱度
        3.3.3 温度
        3.3.4 晶化时间
        3.3.5 陈化条件
        3.3.6 物料加入顺序
    3.4 产物表征
        3.4.1 晶相分析
        3.4.2 形貌分析
        3.4.3 钙离子交换能力测定
        3.4.4 热稳定性分析
        3.4.5 红外光谱分析
    3.5 本章小结
4. 以铝矾土为原料X型和Y型沸石分子筛的合成
    4.1 引言
    4.2 X型沸石分子筛的合成
        4.2.1 铝矾土氢氧化钠碱熔融活化
        4.2.2 未添加硅源沸石分子筛的合成研究
        4.2.3 添加硅源X型沸石分子筛的合成研究
        4.2.4 产物表征
    4.3 Y型沸石分子筛的合成
        4.3.1 Y型沸石分子筛的合成方法
        4.3.2 Y型沸石分子筛合成的影响因素
        4.3.3 产物表征
    4.4 本章小节
5 合成沸石分子筛吸附法处理中水溶液中的镉离子
    5.1 引言
    5.2. 沸石分子筛的吸附及解吸实验
        5.2.1 合成沸石分子筛预处理
        5.2.2 实验步骤
    5.3 A型沸石分子筛对镉离子的吸附性能
        5.3.1 吸附动力学
        5.3.2 吸附等温线
        5.3.3 吸附热力学
        5.3.4 影响A型沸石分子筛吸附镉离子的其它因素
        5.3.5 镉离子解吸及沸石分子筛再生研究
    5.4 X型沸石分子筛对镉离子的吸附性能
        5.4.1 吸附动力学
        5.4.2 吸附等温线
        5.4.3 吸附热力学
        5.4.4 初始溶液pH对沸石分子筛吸附性能的影响
    5.5 重金属离子竞争吸附
        5.5.1 单组份吸附
        5.5.2 多组分的竞争吸附
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
创新点摘要
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介



本文编号：2911939