镁铝水滑石基复合材料吸附去除水中铬（Ⅵ）、磷酸盐的研究
发布时间：2023-01-31 08:09
水中铬（Ⅵ）、磷酸盐的超标,会对生态环境和人体健康产生严重的危害。目前用于处理水中Cr（Ⅵ）、磷酸盐的技术主要有化学沉淀法、离子交换法、电解法、生物法、吸附法等,其中吸附法以其成本低、操作管理简单、处理效率高、无二次污染、吸附剂可循环利用等,受到越来越多的关注。本研究采用共沉淀法制备了复合吸附剂高岭土/Mg Al-LDH、Co Fe2O4/Mg Al-LDH,并用于水中Cr（Ⅵ）、磷酸盐的去除,为两种吸附剂今后在水污染控制方面的实际应用提供理论依据。通过SEM、BET、TG-DAT、XRD、FTIR、XPS等测试方法对吸附剂进行表征,结果表明:高岭土/Mg Al-LDH和Co Fe2O4/Mg Al-LDH的复合过程均为物理过程,不涉及化学反应。高岭土/Mg Al-LDH的比表面积、孔容分别为23.47m2/g、0.039 m3/g,分别是高岭土的5倍、4倍,Co Fe2O4/Mg Al-LDH的比表面积、孔容分别为120.75m2/g、0.756m3/g,分别是Co Fe2O4的8倍、10倍。高岭土和Co Fe2O4的热力学特性稳定,而复合吸附剂高岭土/Mg Al-LDH和Co Fe...
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 铬(Ⅵ)污染及其处理技术
1.1.1 铬(Ⅵ)污染状况
1.1.2 铬(Ⅵ)污染的危害
1.1.3 铬(Ⅵ)污染的处理技术
1.2 磷污染现状及其处理技术
1.2.1 磷污染现状
1.2.2 磷污染的危害
1.2.3 磷污染的处理技术
1.3 吸附理论概述
1.3.1 吸附机理及分类
1.3.2 吸附过程的影响因素
1.3.3 吸附动力学
1.3.4 吸附等温线与吸附热力学
1.4 水滑石及其作为吸附剂在水处理中的应用
1.4.1 概述
1.4.2 制备方法
1.4.3 作为吸附剂在水处理中的应用
1.5 高岭土及其作为吸附剂在水处理中的应用
1.5.1 概述
1.5.2 作为吸附剂在水处理中的应用
1.6 铁氧体及其作为吸附剂在水处理中的应用
1.6.1 概述
1.6.2 制备方法
1.6.3 作为吸附剂在水处理中的应用
1.7 课题研究的意义与内容
1.7.1 研究的意义
1.7.2 研究内容及主要技术路线
1.7.3 创新点
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料与仪器
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验仪器
2.2 吸附试验方法
2.3 吸附剂的再生试验方法
2.4 吸附剂的表征方法
2.4.1 扫描电子显微镜
2.4.2 比表面积
2.4.3 X射线衍射
2.4.4 傅里叶变换红外光谱
2.4.5 差热-热重
2.4.6 X射线光电子能谱
2.5 铬(VI)和磷酸盐的检测方法
2.5.1 铬(VI)的检测
2.5.2 磷酸盐的检测
第3章 吸附剂的制备及基本性质表征
3.1 吸附剂的制备
3.1.1 高岭土/Mg Al-LDH的制备
3.1.2 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的制备
3.1.3 吸附剂制备成本分析
3.2 高岭土和高岭土/Mg Al-LDH的表征
3.2.1 SEM分析
3.2.2 BET-BJH分析
3.2.3 TG-DAT分析
3.2.4 XRD分析
3.2.5 等电点测定及分析
3.3 Co Fe_2O_4和Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的表征
3.3.1 SEM分析
3.3.2 BET-BJH分析
3.3.3 TG-DAT分析
3.3.4 磁性测试及分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 等电点测定及分析
3.4 本章小结
第4章 高岭土/Mg Al-LDH吸附Cr(VI)的研究
4.1 高岭土和高岭土/Mg Al-LDH对Cr(VI)的吸附
4.2 高岭土/Mg Al-LDH除Cr(VI)的影响因素分析
4.2.1 吸附剂投加量
4.2.2 溶液p H值
4.2.3 吸附时间和初始Cr(VI)浓度
4.2.4 共存阴离子
4.3 吸附动力学与热力学研究
4.3.1 吸附动力学
4.3.2 吸附热力学
4.4 高岭土/Mg Al-LDH的再生性能分析
4.4.1 再生剂类型的影响
4.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
4.4.3 再生次数的影响
4.5 高岭土/Mg Al-LDH吸附Cr(VI)的机理研究
4.5.1 吸附Cr(VI)前后SEM结果分析
4.5.2 吸附Cr(VI)前后XRD结果分析
4.5.3 吸附Cr(VI)前后FTIR结果分析
4.6 本章小结
第5章 高岭土/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的研究
5.1 高岭土和高岭土/Mg Al-LDH对磷酸盐的吸附
5.2 高岭土/Mg Al-LDH除磷酸盐的影响因素分析
5.2.1 吸附剂投加量
5.2.2 溶液pH值
5.2.3 吸附时间和初始磷酸盐浓度
5.2.4 共存阴离子
5.3 吸附动力学与热力学研究
5.3.1 吸附动力学
5.3.2 吸附热力学
5.4 高岭土/Mg Al-LDH的再生性能分析
5.4.1 再生剂类型的影响
5.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
5.4.3 再生次数的影响
5.5 高岭土/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的机理研究
5.5.1 吸附磷酸盐前后SEM结果分析
5.5.2 吸附磷酸盐前后XRD结果分析
5.5.3 吸附磷酸盐前后FTIR结果分析
5.6 本章小结
第6章 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附Cr(Ⅵ)的研究
6.1 Co Fe_2O_4和Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH对Cr(Ⅵ)的吸附
6.2 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH除Cr(Ⅵ)的影响因素分析
6.2.1 吸附剂投加量
6.2.2 溶液p H值
6.2.3 吸附时间和初始Cr(Ⅵ)浓度
6.2.4 共存阴离子
6.3 吸附动力学与热力学研究
6.3.1 吸附动力学
6.3.2 吸附热力学
6.4 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的再生性能分析
6.4.1 再生剂类型的影响
6.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
6.4.3 再生次数的影响
6.5 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附Cr(Ⅵ)的机理研究
6.5.1 吸附Cr(Ⅵ)前后SEM结果分析
6.5.2 吸附Cr(Ⅵ)前后XRD结果分析
6.5.3 吸附Cr(Ⅵ)前后FTIR结果分析
6.5.4 吸附Cr(Ⅵ)前后XPS结果分析
6.6 吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附容量的比较
6.7 本章小结
第7章 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的研究
7.1 Co Fe_2O_4和Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH对磷酸盐的吸附
7.2 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH除磷酸盐的影响因素分析
7.2.1 吸附剂投加量
7.2.2 溶液pH值
7.2.3 吸附时间和初始磷酸盐浓度
7.2.4 共存阴离子
7.3 吸附动力学与热力学研究
7.3.1 吸附动力学
7.3.2 吸附热力学
7.4 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的再生
7.4.1 再生剂类型的影响
7.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
7.4.3 再生次数的影响
7.5 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的机理研究
7.5.1 吸附磷酸盐前后SEM结果分析
7.5.2 吸附磷酸盐前后XRD结果分析
7.5.3 吸附磷酸盐前后FTIR结果分析
7.5.4 吸附磷酸盐前后XPS结果分析
7.6 吸附剂对磷酸盐吸附容量的比较
7.7 本章小结
结论与建议
参考文献
致谢
附录A (攻读博士学位期间所发表的学术论文)
附录B (攻读博士学位期间所参与的研究项目)
附录C (攻读博士学位期间所取得的专利和专著)
【参考文献】：
期刊论文
[1]SBBR工艺处理养猪废水脱氮除磷的影响因素研究（英文）[J]. 海热提,何一群,王晓慧,李媛. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(01)
[2]MgZnAl复合金属氧化物对Cr（Ⅵ）的吸附[J]. 王军涛,徐芳. 华中师范大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]活化橘皮渣对废水中磷的吸附效果研究[J]. 姜灵彦,高军侠,李庆召. 河南农业科学. 2014(08)
[4]钡盐沉淀法处理六价铬电镀废水[J]. 李航彬,钱波,黄聪聪,陈新才,张世新,刘祥虎. 电镀与涂饰. 2014(09)
[5]热活化硅酸钙对水溶液中磷吸附动力学研究[J]. 韩剑宏,张婷婷,王维大,孙俊民,张战军. 环境污染与防治. 2014(03)
[6]阴离子交换膜分离饮用水中Cr（Ⅵ）的研究[J]. 陈世洋,施周,李学瑞,邓林. 膜科学与技术. 2014(01)
[7]镍铁氧体/碳纳米管复合材料的制备及其对染料废水的吸附性能[J]. 陈海峰,吴雪,李良超,周琰,范蓓,丁艳. 无机化学学报. 2014(02)
[8]超声波-铁氧体法处理含铬废水的研究[J]. 沈拥军,丁建东,朱鹏,施佳鸣,张彦. 电镀与环保. 2014(01)
[9]废水生物法除磷技术的新发展[J]. 刘堃,汪苹,徐鹏飞. 绿色科技. 2013(11)
[10]吸附法处理重金属废水的研究进展[J]. 张帆,李菁,谭建华,王波,黄福. 化工进展. 2013(11)
博士论文
[1]离子交换膜化学反应器去除水中铬（Ⅵ）和磷酸盐的研究[D]. 陈世洋.湖南大学 2013
[2]以高岭土为原料沸石分子筛的合成及其氮氧吸附性能研究[D]. 商云帅.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]铁氧体/石墨烯复合材料的制备及吸附性能的研究[D]. 刘虹丽.北京化工大学 2013
[2]微波辅助球磨制备CoFe2O4纳米粉末的工艺研究[D]. 易翔.湖南大学 2013
[3]镁铝水滑石对Cd（Ⅱ）吸附及其吸附机理[D]. 魏英民.湘潭大学 2013
[4]铁氧体去除水中重金属和大肠杆菌的研究[D]. 李楠.哈尔滨工程大学 2013
[5]单级好氧除磷工艺与A/O除磷工艺的对比研究[D]. 杨帆.湖南大学 2012
[6]镁铝水滑石及其煅烧产物吸附溶液中重金属阴离子的研究[D]. 王莉娟.中南大学 2012
[7]除磷混凝剂的制备及应用研究[D]. 朱丽.武汉理工大学 2012
[8]利用阴离子交换膜去除水中磷的试验研究[D]. 胡远来.湖南大学 2011
[9]钴铁氧体的制备及其性能研究[D]. 张超.河南师范大学 2011
[10]沸石的改性及其除磷性能研究[D]. 韩金柱.东北林业大学 2010
本文编号：3733834
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 铬(Ⅵ)污染及其处理技术
1.1.1 铬(Ⅵ)污染状况
1.1.2 铬(Ⅵ)污染的危害
1.1.3 铬(Ⅵ)污染的处理技术
1.2 磷污染现状及其处理技术
1.2.1 磷污染现状
1.2.2 磷污染的危害
1.2.3 磷污染的处理技术
1.3 吸附理论概述
1.3.1 吸附机理及分类
1.3.2 吸附过程的影响因素
1.3.3 吸附动力学
1.3.4 吸附等温线与吸附热力学
1.4 水滑石及其作为吸附剂在水处理中的应用
1.4.1 概述
1.4.2 制备方法
1.4.3 作为吸附剂在水处理中的应用
1.5 高岭土及其作为吸附剂在水处理中的应用
1.5.1 概述
1.5.2 作为吸附剂在水处理中的应用
1.6 铁氧体及其作为吸附剂在水处理中的应用
1.6.1 概述
1.6.2 制备方法
1.6.3 作为吸附剂在水处理中的应用
1.7 课题研究的意义与内容
1.7.1 研究的意义
1.7.2 研究内容及主要技术路线
1.7.3 创新点
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料与仪器
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验仪器
2.2 吸附试验方法
2.3 吸附剂的再生试验方法
2.4 吸附剂的表征方法
2.4.1 扫描电子显微镜
2.4.2 比表面积
2.4.3 X射线衍射
2.4.4 傅里叶变换红外光谱
2.4.5 差热-热重
2.4.6 X射线光电子能谱
2.5 铬(VI)和磷酸盐的检测方法
2.5.1 铬(VI)的检测
2.5.2 磷酸盐的检测
第3章 吸附剂的制备及基本性质表征
3.1 吸附剂的制备
3.1.1 高岭土/Mg Al-LDH的制备
3.1.2 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的制备
3.1.3 吸附剂制备成本分析
3.2 高岭土和高岭土/Mg Al-LDH的表征
3.2.1 SEM分析
3.2.2 BET-BJH分析
3.2.3 TG-DAT分析
3.2.4 XRD分析
3.2.5 等电点测定及分析
3.3 Co Fe_2O_4和Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的表征
3.3.1 SEM分析
3.3.2 BET-BJH分析
3.3.3 TG-DAT分析
3.3.4 磁性测试及分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 等电点测定及分析
3.4 本章小结
第4章 高岭土/Mg Al-LDH吸附Cr(VI)的研究
4.1 高岭土和高岭土/Mg Al-LDH对Cr(VI)的吸附
4.2 高岭土/Mg Al-LDH除Cr(VI)的影响因素分析
4.2.1 吸附剂投加量
4.2.2 溶液p H值
4.2.3 吸附时间和初始Cr(VI)浓度
4.2.4 共存阴离子
4.3 吸附动力学与热力学研究
4.3.1 吸附动力学
4.3.2 吸附热力学
4.4 高岭土/Mg Al-LDH的再生性能分析
4.4.1 再生剂类型的影响
4.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
4.4.3 再生次数的影响
4.5 高岭土/Mg Al-LDH吸附Cr(VI)的机理研究
4.5.1 吸附Cr(VI)前后SEM结果分析
4.5.2 吸附Cr(VI)前后XRD结果分析
4.5.3 吸附Cr(VI)前后FTIR结果分析
4.6 本章小结
第5章 高岭土/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的研究
5.1 高岭土和高岭土/Mg Al-LDH对磷酸盐的吸附
5.2 高岭土/Mg Al-LDH除磷酸盐的影响因素分析
5.2.1 吸附剂投加量
5.2.2 溶液pH值
5.2.3 吸附时间和初始磷酸盐浓度
5.2.4 共存阴离子
5.3 吸附动力学与热力学研究
5.3.1 吸附动力学
5.3.2 吸附热力学
5.4 高岭土/Mg Al-LDH的再生性能分析
5.4.1 再生剂类型的影响
5.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
5.4.3 再生次数的影响
5.5 高岭土/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的机理研究
5.5.1 吸附磷酸盐前后SEM结果分析
5.5.2 吸附磷酸盐前后XRD结果分析
5.5.3 吸附磷酸盐前后FTIR结果分析
5.6 本章小结
第6章 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附Cr(Ⅵ)的研究
6.1 Co Fe_2O_4和Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH对Cr(Ⅵ)的吸附
6.2 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH除Cr(Ⅵ)的影响因素分析
6.2.1 吸附剂投加量
6.2.2 溶液p H值
6.2.3 吸附时间和初始Cr(Ⅵ)浓度
6.2.4 共存阴离子
6.3 吸附动力学与热力学研究
6.3.1 吸附动力学
6.3.2 吸附热力学
6.4 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的再生性能分析
6.4.1 再生剂类型的影响
6.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
6.4.3 再生次数的影响
6.5 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附Cr(Ⅵ)的机理研究
6.5.1 吸附Cr(Ⅵ)前后SEM结果分析
6.5.2 吸附Cr(Ⅵ)前后XRD结果分析
6.5.3 吸附Cr(Ⅵ)前后FTIR结果分析
6.5.4 吸附Cr(Ⅵ)前后XPS结果分析
6.6 吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附容量的比较
6.7 本章小结
第7章 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的研究
7.1 Co Fe_2O_4和Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH对磷酸盐的吸附
7.2 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH除磷酸盐的影响因素分析
7.2.1 吸附剂投加量
7.2.2 溶液pH值
7.2.3 吸附时间和初始磷酸盐浓度
7.2.4 共存阴离子
7.3 吸附动力学与热力学研究
7.3.1 吸附动力学
7.3.2 吸附热力学
7.4 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH的再生
7.4.1 再生剂类型的影响
7.4.2 Na_2CO_3浓度的影响
7.4.3 再生次数的影响
7.5 Co Fe_2O_4/Mg Al-LDH吸附磷酸盐的机理研究
7.5.1 吸附磷酸盐前后SEM结果分析
7.5.2 吸附磷酸盐前后XRD结果分析
7.5.3 吸附磷酸盐前后FTIR结果分析
7.5.4 吸附磷酸盐前后XPS结果分析
7.6 吸附剂对磷酸盐吸附容量的比较
7.7 本章小结
结论与建议
参考文献
致谢
附录A (攻读博士学位期间所发表的学术论文)
附录B (攻读博士学位期间所参与的研究项目)
附录C (攻读博士学位期间所取得的专利和专著)
【参考文献】：
期刊论文
[1]SBBR工艺处理养猪废水脱氮除磷的影响因素研究（英文）[J]. 海热提,何一群,王晓慧,李媛. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(01)
[2]MgZnAl复合金属氧化物对Cr（Ⅵ）的吸附[J]. 王军涛,徐芳. 华中师范大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]活化橘皮渣对废水中磷的吸附效果研究[J]. 姜灵彦,高军侠,李庆召. 河南农业科学. 2014(08)
[4]钡盐沉淀法处理六价铬电镀废水[J]. 李航彬,钱波,黄聪聪,陈新才,张世新,刘祥虎. 电镀与涂饰. 2014(09)
[5]热活化硅酸钙对水溶液中磷吸附动力学研究[J]. 韩剑宏,张婷婷,王维大,孙俊民,张战军. 环境污染与防治. 2014(03)
[6]阴离子交换膜分离饮用水中Cr（Ⅵ）的研究[J]. 陈世洋,施周,李学瑞,邓林. 膜科学与技术. 2014(01)
[7]镍铁氧体/碳纳米管复合材料的制备及其对染料废水的吸附性能[J]. 陈海峰,吴雪,李良超,周琰,范蓓,丁艳. 无机化学学报. 2014(02)
[8]超声波-铁氧体法处理含铬废水的研究[J]. 沈拥军,丁建东,朱鹏,施佳鸣,张彦. 电镀与环保. 2014(01)
[9]废水生物法除磷技术的新发展[J]. 刘堃,汪苹,徐鹏飞. 绿色科技. 2013(11)
[10]吸附法处理重金属废水的研究进展[J]. 张帆,李菁,谭建华,王波,黄福. 化工进展. 2013(11)
博士论文
[1]离子交换膜化学反应器去除水中铬（Ⅵ）和磷酸盐的研究[D]. 陈世洋.湖南大学 2013
[2]以高岭土为原料沸石分子筛的合成及其氮氧吸附性能研究[D]. 商云帅.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]铁氧体/石墨烯复合材料的制备及吸附性能的研究[D]. 刘虹丽.北京化工大学 2013
[2]微波辅助球磨制备CoFe2O4纳米粉末的工艺研究[D]. 易翔.湖南大学 2013
[3]镁铝水滑石对Cd（Ⅱ）吸附及其吸附机理[D]. 魏英民.湘潭大学 2013
[4]铁氧体去除水中重金属和大肠杆菌的研究[D]. 李楠.哈尔滨工程大学 2013
[5]单级好氧除磷工艺与A/O除磷工艺的对比研究[D]. 杨帆.湖南大学 2012
[6]镁铝水滑石及其煅烧产物吸附溶液中重金属阴离子的研究[D]. 王莉娟.中南大学 2012
[7]除磷混凝剂的制备及应用研究[D]. 朱丽.武汉理工大学 2012
[8]利用阴离子交换膜去除水中磷的试验研究[D]. 胡远来.湖南大学 2011
[9]钴铁氧体的制备及其性能研究[D]. 张超.河南师范大学 2011
[10]沸石的改性及其除磷性能研究[D]. 韩金柱.东北林业大学 2010
本文编号：3733834
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3733834.html
