纳米伊/蒙粘土吸附水和垃圾焚烧飞灰中重金属离子的研究
发布时间：2021-07-30 22:07
重金属污染是目前危害生态环境的主要问题之一。吸附法作为一种行之有效的方法在污水处理中已得到广泛的应用。作为吸附剂的粘土矿物因具有独特的层片状结构而具有良好的吸附和离子交换性能且廉价易得,化学稳定性好,常被应用于吸附处理水中的重金属离子。伊/蒙混层粘土是蒙脱石矿物在成岩作用下向伊利石转化过程中的一种过渡类型矿物,然而,目前将此种粘土作为吸附剂对重金属离子进行无害化处理的相关研究极少。本论文旨在将伊/蒙粘土原矿通过精细加工制备出纳米粒级伊/蒙粘土,并探索其吸附水和垃圾焚烧飞灰中的重金属离子,考察在相关因素的影响下,纳米伊/蒙粘土对重金属离子的吸附行为和吸附机制。首先,将伊/蒙粘土原矿经过破碎、浸泡、捣浆及筛分、超细研磨、共沸蒸馏干燥、分散改性等工艺精制后,成功地制备出纳米粒级的伊/蒙混层粘土。结果表明,精制的纳米伊/蒙混层粘土的粒径小于100 nm的颗粒（细度）达到了64%,其比表面积达到了72.21m2/g,颗粒呈层片状,是一种天然的二维纳米矿物粘土材料。而后,将制备的纳米伊/蒙粘土应用于水中单一重金属离子的吸附实验,确定了锌（Zn）、钴（Co）、铬（Cr）、镉（Cd）、锰（Mn）、铅（...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 重金属离子的来源与危害
1.2 重金属离子的处理方法
1.2.1 化学沉淀法
1.2.2 蒸发法
1.2.3 反渗析法
1.2.4 电渗析法
1.2.5 吸附法
1.2.6 生活垃圾焚烧飞灰的无害化处理
1.3 粘土矿物处理重金属离子的研究进展
1.3.1 粘土矿物对污水中重金属离子的净化
1.3.2 粘土矿物的改性
1.3.3 粘土矿物吸附重金属离子的影响因素
1.4 伊/蒙粘土的结构与性质
1.4.1 蒙脱石
1.4.2 伊利石
1.4.3 伊/蒙粘土矿物概述
1.4.4 伊/蒙粘土矿物的晶体结构
1.4.5 伊/蒙粘土矿物的转化规律
1.4.6 伊/蒙粘土矿物的应用
1.5 研究的内容和目的
第二章 实验用原料、仪器设备及表征方法
2.1 实验原料和设备
2.2 表征方法
2.2.1 XRD分析
2.2.2 XRF分析
2.2.3 粒度分析
2.2.4 扫描电子显微镜形貌分析
2.2.5 比表面积分析
2.2.6 溶液中的重金属离子浓度
2.3 纳米伊/蒙粘土的制备
2.3.1 方法和步骤
2.3.2 纳米伊/蒙粘土的表征与分析
2.4 本章小结
第三章 纳米伊/蒙粘土吸附水中单一重金属离子的实验
3.1 实验步骤
3.2 优化吸附工艺参数的确定
3.3 重金属离子初始浓度对纳米伊/蒙粘土吸附单一重金属离子的影响
3.4 粘土初始状态对纳米伊/蒙粘土吸附单一重金属离子的影响
3.5 本章小结
第四章 纳米伊/蒙粘土吸附水中配制的多种混合重金属离子的实验
4.1 实验步骤
4.2 粘土初始状态对纳米伊/蒙粘土吸附多种重金属离子的影响
4.3 混料分散方式对纳米伊/蒙粘土吸附多种混合重金属离子的影响
4.4 重金属离子的竞争吸附
4.5 本章小结
第五章 纳米伊/蒙粘土吸附水中重金属离子的吸附特性
5.1 实验步骤
5.2 pH值的影响
5.3 纳米伊/蒙粘土添加量的影响
5.4 吸附时间的影响及吸附动力学
5.5 吸附温度的影响及热力学过程
5.6 重金属离子浓度的影响及等温吸附线
5.7 本章小结
第六章 纳米伊/蒙粘土吸附飞灰中重金属离子的实验
6.1 垃圾焚烧飞灰中重金属离子的浸出实验
6.1.1 生活垃圾焚烧飞灰的化学组成
6.1.2 飞灰中重金属离子在模拟酸雨条件下的浸出实验
6.2 纳米伊/蒙粘土对飞灰浸出液中重金属离子的吸附
6.3 化学添加剂对纳米伊/蒙粘土吸附浸出液中重金属离子的影响
6.4 本章小结
结论和展望
一、结论
二、展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]膨润土对溶液中镍离子的吸附特性及机理[J]. 曹晓强,张燕,邱俊,吕宪俊,王立和,陈亚男,王燕华. 硅酸盐学报. 2014(11)
[2]纳米高岭土作为润滑添加剂的减摩行为[J]. 高传平,王燕民,潘志东. 硅酸盐学报. 2014(04)
[3]改性黏土的制备及吸附Zn2+的研究[J]. 王海宁,潘方明,肖前斌. 有色金属科学与工程. 2012(05)
[4]垃圾焚烧飞灰中重金属的污染特性[J]. 邝薇,钟山,陈孟林,高菲,陈阳,黄淑美. 环境科学与技术. 2012(08)
[5]重庆市垃圾焚烧飞灰特性及重金属浸出行为的研究[J]. 朱伟,郝庆菊,江长胜,袁雪,陆清萍,李娜. 环境工程学报. 2011(06)
[6]超细蛇纹石粉体的材料特性、摩擦学介入行为及其工业应用[J]. 杨其明,白志民. 润滑与密封. 2010(09)
[7]蛇纹石内氧化效应对铁基金属磨损表面自修复层生成的作用[J]. 金元生. 中国表面工程. 2010(01)
[8]伊/蒙混层粘土矿物研究现状与展望[J]. 徐博会,丁述理. 河北工程大学学报(自然科学版). 2009(04)
[9]锌（Ⅱ）、镉（Ⅱ）在伊利石上的吸附及解吸特征研究[J]. 李春玲,岳钦艳,李颖,孙大明. 山东大学学报(理学版). 2009(11)
[10]Influence of suspension stability on wet grinding for production of mineral nanoparticles[J]. S.Sakthivel,Venkatesan V.Krishnan,B.Pitchumani. Particuology. 2008(02)
博士论文
[1]垃圾焚烧过程重金属污染物迁移机理及稳定化处理技术研究[D]. 李建新.浙江大学 2004
硕士论文
[1]纳米伊/蒙粘土的制备及其用于橡胶填料的研究[D]. 邱金勇.华南理工大学 2014
[2]垃圾焚烧飞灰重金属浸出特性及稳定化研究[D]. 刘元鹏.山东农业大学 2012
[3]改性黏土对重金属离子的吸附性能研究[D]. 陈云.大连理工大学 2011
本文编号：3312212
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 重金属离子的来源与危害
1.2 重金属离子的处理方法
1.2.1 化学沉淀法
1.2.2 蒸发法
1.2.3 反渗析法
1.2.4 电渗析法
1.2.5 吸附法
1.2.6 生活垃圾焚烧飞灰的无害化处理
1.3 粘土矿物处理重金属离子的研究进展
1.3.1 粘土矿物对污水中重金属离子的净化
1.3.2 粘土矿物的改性
1.3.3 粘土矿物吸附重金属离子的影响因素
1.4 伊/蒙粘土的结构与性质
1.4.1 蒙脱石
1.4.2 伊利石
1.4.3 伊/蒙粘土矿物概述
1.4.4 伊/蒙粘土矿物的晶体结构
1.4.5 伊/蒙粘土矿物的转化规律
1.4.6 伊/蒙粘土矿物的应用
1.5 研究的内容和目的
第二章 实验用原料、仪器设备及表征方法
2.1 实验原料和设备
2.2 表征方法
2.2.1 XRD分析
2.2.2 XRF分析
2.2.3 粒度分析
2.2.4 扫描电子显微镜形貌分析
2.2.5 比表面积分析
2.2.6 溶液中的重金属离子浓度
2.3 纳米伊/蒙粘土的制备
2.3.1 方法和步骤
2.3.2 纳米伊/蒙粘土的表征与分析
2.4 本章小结
第三章 纳米伊/蒙粘土吸附水中单一重金属离子的实验
3.1 实验步骤
3.2 优化吸附工艺参数的确定
3.3 重金属离子初始浓度对纳米伊/蒙粘土吸附单一重金属离子的影响
3.4 粘土初始状态对纳米伊/蒙粘土吸附单一重金属离子的影响
3.5 本章小结
第四章 纳米伊/蒙粘土吸附水中配制的多种混合重金属离子的实验
4.1 实验步骤
4.2 粘土初始状态对纳米伊/蒙粘土吸附多种重金属离子的影响
4.3 混料分散方式对纳米伊/蒙粘土吸附多种混合重金属离子的影响
4.4 重金属离子的竞争吸附
4.5 本章小结
第五章 纳米伊/蒙粘土吸附水中重金属离子的吸附特性
5.1 实验步骤
5.2 pH值的影响
5.3 纳米伊/蒙粘土添加量的影响
5.4 吸附时间的影响及吸附动力学
5.5 吸附温度的影响及热力学过程
5.6 重金属离子浓度的影响及等温吸附线
5.7 本章小结
第六章 纳米伊/蒙粘土吸附飞灰中重金属离子的实验
6.1 垃圾焚烧飞灰中重金属离子的浸出实验
6.1.1 生活垃圾焚烧飞灰的化学组成
6.1.2 飞灰中重金属离子在模拟酸雨条件下的浸出实验
6.2 纳米伊/蒙粘土对飞灰浸出液中重金属离子的吸附
6.3 化学添加剂对纳米伊/蒙粘土吸附浸出液中重金属离子的影响
6.4 本章小结
结论和展望
一、结论
二、展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]膨润土对溶液中镍离子的吸附特性及机理[J]. 曹晓强,张燕,邱俊,吕宪俊,王立和,陈亚男,王燕华. 硅酸盐学报. 2014(11)
[2]纳米高岭土作为润滑添加剂的减摩行为[J]. 高传平,王燕民,潘志东. 硅酸盐学报. 2014(04)
[3]改性黏土的制备及吸附Zn2+的研究[J]. 王海宁,潘方明,肖前斌. 有色金属科学与工程. 2012(05)
[4]垃圾焚烧飞灰中重金属的污染特性[J]. 邝薇,钟山,陈孟林,高菲,陈阳,黄淑美. 环境科学与技术. 2012(08)
[5]重庆市垃圾焚烧飞灰特性及重金属浸出行为的研究[J]. 朱伟,郝庆菊,江长胜,袁雪,陆清萍,李娜. 环境工程学报. 2011(06)
[6]超细蛇纹石粉体的材料特性、摩擦学介入行为及其工业应用[J]. 杨其明,白志民. 润滑与密封. 2010(09)
[7]蛇纹石内氧化效应对铁基金属磨损表面自修复层生成的作用[J]. 金元生. 中国表面工程. 2010(01)
[8]伊/蒙混层粘土矿物研究现状与展望[J]. 徐博会,丁述理. 河北工程大学学报(自然科学版). 2009(04)
[9]锌（Ⅱ）、镉（Ⅱ）在伊利石上的吸附及解吸特征研究[J]. 李春玲,岳钦艳,李颖,孙大明. 山东大学学报(理学版). 2009(11)
[10]Influence of suspension stability on wet grinding for production of mineral nanoparticles[J]. S.Sakthivel,Venkatesan V.Krishnan,B.Pitchumani. Particuology. 2008(02)
博士论文
[1]垃圾焚烧过程重金属污染物迁移机理及稳定化处理技术研究[D]. 李建新.浙江大学 2004
硕士论文
[1]纳米伊/蒙粘土的制备及其用于橡胶填料的研究[D]. 邱金勇.华南理工大学 2014
[2]垃圾焚烧飞灰重金属浸出特性及稳定化研究[D]. 刘元鹏.山东农业大学 2012
[3]改性黏土对重金属离子的吸附性能研究[D]. 陈云.大连理工大学 2011
本文编号：3312212
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3312212.html
