壳聚糖/羟基铝复合改性蒙脱石的制备、表征及其吸附水中污染物的研究
发布时间：2021-08-01 08:01
本研究以壳聚糖、羟基铝离子为插层剂对蒙脱石进行复合改性,制备出一系列壳聚糖/羟基铝改性蒙脱石吸附材料,并利用多种现代测试手段探讨了壳聚糖、羟基铝离子插层蒙脱石的条件和机理,以及改性蒙脱石的结构及表面性质。在此基础上,以两种酸性染料（酸性蓝25和酸性绿25）和Cr6+离子为研究对象,探讨了改性蒙脱石吸附材料对阴离子类有机无机污染物的吸附性能及吸附机理。主要研究内容及结果如下:（1）以壳聚糖为插层剂对铝柱撑蒙脱石进行改性,壳聚糖分子不能通过离子交换作用取代蒙脱石层间羟基铝离子,只是有限量地吸附在铝柱撑蒙脱石的表面上,堵塞了部分层间和表面孔道,使改性蒙脱石的比表面积和孔容积均有所降低。（2）以壳聚糖、羟基铝离子为插层剂对钠基蒙脱石进行复合柱撑改性,壳聚糖和羟基铝离子均可通过阳离子交换作用进入到蒙脱石的层间,最后形成壳聚糖、羟基铝离子复合柱撑的层间结构,壳聚糖:蒙脱石增加到3∶1以上后,蒙脱石层间主要为壳聚糖分子占据并以双分子层平铺在蒙脱石层间。（3）壳聚糖/羟基铝改性蒙脱石因为壳聚糖在蒙脱石表面的负载,表面性质发生了很大的变化。TG-DSC分析表明改性蒙脱石的表面疏水性...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究目的与意义
1.2 主要研究内容
1.3 主要实验研究项目
第2章 膨润土改性及其在废水处理中的应用研究进展
2.1 膨润土的组成与性质
2.1.1 膨润土的矿物组成
2.1.2 蒙脱石的基本特征
2.1.3 膨润土的物化性质
2.2 膨润土的改性方式及其改性机理
2.2.1 物理改性
2.2.2 化学改性
2.3 改性膨润土在废水处理中的应用
2.3.1 无机柱撑膨润土
2.3.2 有机膨润土
第3章 壳聚糖/蒙脱石复合材料的研究进展
3.1 壳聚糖/蒙脱石复合材料的制备与结构
3.1.1 表面负载型
3.1.2 有机插层型
3.2 壳聚糖/蒙脱石复合材料在废水处理方面的应用
3.2.1 表面负载型
3.2.2 有机插层型
3.3 存在的问题与展望
第4章 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石的制备与表征
4.1 材料和仪器
4.1.1 主要实验材料与试剂
4.1.2 主要实验仪器
4.2 实验
4.2.1 蒙脱石提纯
4.2.2 蒙脱石钠化
4.2.3 铝柱化剂的制备
4.2.4 铝柱撑蒙脱石的制备
4.2.5 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石的制备
4.3 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石的表征
4.3.1 粉晶X射线衍射分析
4.3.2 比表面积及孔分布分析
4.3.3 热重-差热(TG-DSC)分析
4.3.4 Zeta电位分析
4.3.5 红外光谱(FT-IR)分析
4.4 本章小结
第5章 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石的制备与表征
5.1 材料和仪器
5.1.1 主要实验材料与试剂
5.1.2 主要实验仪器
5.2 实验
5.2.1 铝柱撑蒙脱石的制备
5.2.2 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石的制备
5.3 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石的表征
5.3.1 粉晶X射线衍射分析
5.3.2 X射线荧光成分分析
5.3.3 红外光谱(FT-IR)分析
5.3.4 热重-差热(TG-DSC)分析
5.3.5 比表面积及孔分布分析
5.3.6 Zeta电位分析
5.3.7 扫描电镜(SEM)分析
5.4 本章小结
第6章 壳聚糖/羟基铝改性蒙脱石吸附染料的性能及机理研究
6.1 材料和仪器
6.1.1 主要实验材料与试剂
6.1.2 主要实验仪器
6.2 实验
6.2.1 染料废水的吸附脱色实验
6.3 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石对酸性染料的吸附研究
6.3.1 不同配比改性蒙脱石吸附酸性染料能力的比较
6.3.2 pH变化对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.3.3 改性蒙脱石吸附酸性染料的吸附等温线
6.3.4 振荡时间对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.4 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石吸附染料的正交实验研究
6.4.1 正交实验的因素及水平
6.4.2 正交实验结果及其分析
6.4.3 正交实验结果综合评价
6.5 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石对酸性染料的吸附研究
6.5.1 不同配比改性蒙脱石吸附酸性染料能力的比较
6.5.2 pH变化对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.5.3 改性蒙脱石吸附酸性染料的吸附等温线
6.5.4 振荡时间对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.6 本章小结
第7章 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石吸附 Cr~(6+)离子的性能研究
7.1 材料和仪器
7.1.1 主要实验材料与试剂
7.1.2 主要实验仪器
7.2 实验
7.2.1 Cr~(6+)离子的吸附实验
7.3 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石对Cr~(6+)离子的吸附研究
7.3.1 不同配比改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子能力的比较
7.3.2 pH变化对改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子能力的影响
7.3.3 改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子的吸附等温线
7.3.4 振荡时间对改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子能力的影响
7.4 本章小结
第8章 结论
8.1 主要结论
8.2 主要创新点
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料[J]. 王小英,杜予民,孙润仓,林鹿. 化学进展. 2009(Z2)
[2]Fe/Al改性膨润土对铬酸根的吸附性能研究[J]. 吴建军,徐仁扣,肖双成. 安全与环境学报. 2007(02)
[3]膨润土负载壳聚糖对活性染料吸附平衡的研究[J]. 刘秉涛,李瑞涛,姜安玺. 黑龙江大学自然科学学报. 2006(03)
[4]粘土-壳聚糖复合吸附剂吸附铬（Ⅶ）离子性能的研究[J]. 王琼生,万清黎. 福建师范大学学报(自然科学版). 2006(02)
[5]壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究[J]. 徐云龙,肖宏,钱秀珍. 功能高分子学报. 2005(03)
[6]羟基铁溶液—蒙脱石体系对砷的吸附[J]. 廖立兵,Donald G.Fraser. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(08)
[7]壳聚糖改性膨润土吸附剂的研制及其吸附性能研究[J]. 刘维俊,刘兰侠,刘志芳,徐承天. 化学世界. 2005(07)
[8]改性膨润土处理含酚废水的试验研究[J]. 聂锦旭,肖贤明,刘立凡. 非金属矿. 2005(02)
[9]膨润土负载壳聚糖对Cu2+的吸附作用[J]. 马勇,王恩德,邵红. 安全与环境学报. 2005(01)
[10]CPC在膨润土处理含p-硝基苯酚废水中的增强效应[J]. 沈学优,孙晓慧,陈宝梁,卢瑛莹,朱利中. 中国环境科学. 2004(05)
博士论文
[1]新型阳离子聚合物/膨润土复合吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究[D]. 李倩.山东大学 2008
[2]无机柱撑膨润土的制备、表征、吸附特性及其在废水处理中的应用研究[D]. 孙长顺.西安建筑科技大学 2008
[3]介孔型柱撑蒙脱石的制备与表征[D]. 薛卫红.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 2007
[4]改性膨润土吸附剂的制备及其在废水处理中的应用[D]. 聂锦旭.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 2005
[5]蒙脱石层间化合物的制备、表征及其液相吸附特性研究[D]. 曹明礼.武汉理工大学 2004
[6]柱撑蒙脱石的制备、表征及其在废水处理中的应用[D]. 曾秀琼.浙江大学 2003
[7]蒙脱石活化及其与微结构变化关系研究[D]. 吴平霄.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 1998
本文编号：3315127
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究目的与意义
1.2 主要研究内容
1.3 主要实验研究项目
第2章 膨润土改性及其在废水处理中的应用研究进展
2.1 膨润土的组成与性质
2.1.1 膨润土的矿物组成
2.1.2 蒙脱石的基本特征
2.1.3 膨润土的物化性质
2.2 膨润土的改性方式及其改性机理
2.2.1 物理改性
2.2.2 化学改性
2.3 改性膨润土在废水处理中的应用
2.3.1 无机柱撑膨润土
2.3.2 有机膨润土
第3章 壳聚糖/蒙脱石复合材料的研究进展
3.1 壳聚糖/蒙脱石复合材料的制备与结构
3.1.1 表面负载型
3.1.2 有机插层型
3.2 壳聚糖/蒙脱石复合材料在废水处理方面的应用
3.2.1 表面负载型
3.2.2 有机插层型
3.3 存在的问题与展望
第4章 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石的制备与表征
4.1 材料和仪器
4.1.1 主要实验材料与试剂
4.1.2 主要实验仪器
4.2 实验
4.2.1 蒙脱石提纯
4.2.2 蒙脱石钠化
4.2.3 铝柱化剂的制备
4.2.4 铝柱撑蒙脱石的制备
4.2.5 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石的制备
4.3 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石的表征
4.3.1 粉晶X射线衍射分析
4.3.2 比表面积及孔分布分析
4.3.3 热重-差热(TG-DSC)分析
4.3.4 Zeta电位分析
4.3.5 红外光谱(FT-IR)分析
4.4 本章小结
第5章 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石的制备与表征
5.1 材料和仪器
5.1.1 主要实验材料与试剂
5.1.2 主要实验仪器
5.2 实验
5.2.1 铝柱撑蒙脱石的制备
5.2.2 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石的制备
5.3 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石的表征
5.3.1 粉晶X射线衍射分析
5.3.2 X射线荧光成分分析
5.3.3 红外光谱(FT-IR)分析
5.3.4 热重-差热(TG-DSC)分析
5.3.5 比表面积及孔分布分析
5.3.6 Zeta电位分析
5.3.7 扫描电镜(SEM)分析
5.4 本章小结
第6章 壳聚糖/羟基铝改性蒙脱石吸附染料的性能及机理研究
6.1 材料和仪器
6.1.1 主要实验材料与试剂
6.1.2 主要实验仪器
6.2 实验
6.2.1 染料废水的吸附脱色实验
6.3 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石对酸性染料的吸附研究
6.3.1 不同配比改性蒙脱石吸附酸性染料能力的比较
6.3.2 pH变化对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.3.3 改性蒙脱石吸附酸性染料的吸附等温线
6.3.4 振荡时间对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.4 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石吸附染料的正交实验研究
6.4.1 正交实验的因素及水平
6.4.2 正交实验结果及其分析
6.4.3 正交实验结果综合评价
6.5 壳聚糖改性铝柱撑蒙脱石对酸性染料的吸附研究
6.5.1 不同配比改性蒙脱石吸附酸性染料能力的比较
6.5.2 pH变化对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.5.3 改性蒙脱石吸附酸性染料的吸附等温线
6.5.4 振荡时间对改性蒙脱石吸附酸性染料能力的影响
6.6 本章小结
第7章 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石吸附 Cr~(6+)离子的性能研究
7.1 材料和仪器
7.1.1 主要实验材料与试剂
7.1.2 主要实验仪器
7.2 实验
7.2.1 Cr~(6+)离子的吸附实验
7.3 壳聚糖/羟基铝复合柱撑蒙脱石对Cr~(6+)离子的吸附研究
7.3.1 不同配比改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子能力的比较
7.3.2 pH变化对改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子能力的影响
7.3.3 改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子的吸附等温线
7.3.4 振荡时间对改性蒙脱石吸附Cr~(6+)离子能力的影响
7.4 本章小结
第8章 结论
8.1 主要结论
8.2 主要创新点
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料[J]. 王小英,杜予民,孙润仓,林鹿. 化学进展. 2009(Z2)
[2]Fe/Al改性膨润土对铬酸根的吸附性能研究[J]. 吴建军,徐仁扣,肖双成. 安全与环境学报. 2007(02)
[3]膨润土负载壳聚糖对活性染料吸附平衡的研究[J]. 刘秉涛,李瑞涛,姜安玺. 黑龙江大学自然科学学报. 2006(03)
[4]粘土-壳聚糖复合吸附剂吸附铬（Ⅶ）离子性能的研究[J]. 王琼生,万清黎. 福建师范大学学报(自然科学版). 2006(02)
[5]壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究[J]. 徐云龙,肖宏,钱秀珍. 功能高分子学报. 2005(03)
[6]羟基铁溶液—蒙脱石体系对砷的吸附[J]. 廖立兵,Donald G.Fraser. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(08)
[7]壳聚糖改性膨润土吸附剂的研制及其吸附性能研究[J]. 刘维俊,刘兰侠,刘志芳,徐承天. 化学世界. 2005(07)
[8]改性膨润土处理含酚废水的试验研究[J]. 聂锦旭,肖贤明,刘立凡. 非金属矿. 2005(02)
[9]膨润土负载壳聚糖对Cu2+的吸附作用[J]. 马勇,王恩德,邵红. 安全与环境学报. 2005(01)
[10]CPC在膨润土处理含p-硝基苯酚废水中的增强效应[J]. 沈学优,孙晓慧,陈宝梁,卢瑛莹,朱利中. 中国环境科学. 2004(05)
博士论文
[1]新型阳离子聚合物/膨润土复合吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究[D]. 李倩.山东大学 2008
[2]无机柱撑膨润土的制备、表征、吸附特性及其在废水处理中的应用研究[D]. 孙长顺.西安建筑科技大学 2008
[3]介孔型柱撑蒙脱石的制备与表征[D]. 薛卫红.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 2007
[4]改性膨润土吸附剂的制备及其在废水处理中的应用[D]. 聂锦旭.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 2005
[5]蒙脱石层间化合物的制备、表征及其液相吸附特性研究[D]. 曹明礼.武汉理工大学 2004
[6]柱撑蒙脱石的制备、表征及其在废水处理中的应用[D]. 曾秀琼.浙江大学 2003
[7]蒙脱石活化及其与微结构变化关系研究[D]. 吴平霄.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 1998
本文编号：3315127
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