油页岩灰渣基类水滑石吸附材料的制备及其对重金属离子去除性能的研究

发布时间：2017-06-09 16:13

  本文关键词：油页岩灰渣基类水滑石吸附材料的制备及其对重金属离子去除性能的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着近代工业的快速发展,由此引发的资源与环境问题也日益严重,尤其是重金属的污染引起了人们的广泛关注。利用工业危险废物油页岩灰渣制备高性能吸附材料具有重要的研究和应用价值。本文以吉林桦甸区域火电厂油页岩灰渣和硝酸镁作为主要原料,探索出了一种制备油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)的制备方法,用于吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)金属离子废水。主要研究内容归结如下:1、在pH=11.5、反应温度80°C合成的油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)的结晶度最好。借助XRD、XPS、SEM、TEM、FT-IR、TG-DSC等测试分析的结果证明了表征结果说明了所制备的样品具有类水滑石化合物的结构,OSA-HTLc是晶体状态存在的介孔材料,成层状形态,具有较大的比表面积和孔容,利于OSA-HTLc对重金属离子的吸附。2、吸附试验影响因素的研究表明:油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)对Cu~(2+)的吸附最佳pH值为6;当反应温度在35℃以下时随着温度上升,去除率有逐渐升高趋势,超过35℃去除率基本不再升高,且去除率均较高;当OSA-HTLc吸附剂用量0.1g,随着OSA-HTLc投加量的增加,Cu~(2+)的去除效果明显增强。当OSA-HTLc吸附剂用量在0.1g时,吸附容量几乎保持恒定。因此选取0.1g OSA-HTLc吸附剂用量作为最佳吸附剂的用量。3、油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)对金属离子的吸附与Langmui吸附等温式和准二级吸附动力学方程相符合,OSA-HTLc对Pb~(2+)、Cu~(2+)和Cd~(2+)的平衡吸附容量分别120.92mg·g~(-1)、120.34mg·g~(-1)、114.94mg·g~(-1);进一步研究OSA-HTLc对重金属离子的吸附热力学特点,说明该吸附过程是一个自发的过程。4、油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)对金属离子的吸附机制为利用OSA-HTLcs的层板金属阳离子的可调控性的单分子层吸附以及化学键合吸附和静电键合吸附。
【关键词】：油页岩灰渣基类水滑石 重金属离子 吸附动力学 吸附热力学
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 前言11-21
• 1.1 含重金属废水的危害11-12
• 1.2 含重金属废水的处理方法12-14
• 1.2.1 化学沉淀法12
• 1.2.2 电解法12
• 1.2.3 膜分离法12
• 1.2.4 吸附处理法12-14
• 1.3 油页岩概述14-15
• 1.3.1 油页岩及其开发利用14
• 1.3.2 油页岩开发利用中的问题14-15
• 1.3.3 油页岩灰渣在化工与环境方面的综合利用15
• 1.4 类水滑石(HTLc)的概况15-18
• 1.4.1 类水滑石(HTLc)的结构组成15-16
• 1.4.2 类水滑石(HTLc)的基本特性16-17
• 1.4.3 类水滑石(HTLc)的合成方法17-18
• 1.4.4 类水滑石(HTLc)的研究现状18
• 1.5 课题的研究意义及内容18-21
• 1.5.1 课题的研究意义18-19
• 1.5.2 课题的研究内容19
• 1.5.3 课题的研究路线图19-21
• 第2章 实验试剂及仪器21-23
• 2.1 油页岩及油页岩灰渣21
• 2.1.1 原料的来源21
• 2.1.2 原料的组成21
• 2.2 主要化学试剂21-22
• 2.3 实验仪器22-23
• 第3章 油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)的制备与表征23-32
• 3.1 油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)吸附材料的制备23
• 3.2 油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)吸附材料的表征23-30
• 3.2.1 X射线衍射分析24-25
• 3.2.2 扫描电子显微镜扫描和透射电子显微镜扫描分析25-28
• 3.2.3 傅立叶红外光谱分析28
• 3.2.4 比表面积测试分析28-29
• 3.2.5 热重-差示扫描量热分析29-30
• 3.3 本章小结30-32
• 第4章 油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)吸附材料吸附重金属离子的研究32-38
• 4.1 初始浓度的影响32-34
• 4.1.1 试验方法32
• 4.1.2 结果与讨论32-34
• 4.2 pH的影响34-35
• 4.2.1 试验方法34
• 4.2.2 结果与讨论34-35
• 4.3 温度的影响35-36
• 4.3.1 试验方法35
• 4.3.2 结果与讨论35-36
• 4.4 吸附剂用量的影响36-37
• 4.4.1 试验方法36
• 4.4.2 结果与讨论36-37
• 4.5 本章小结37-38
• 第5章 吸附模型与机理研究38-50
• 5.1 实验方法38
• 5.2 结果与讨论38-45
• 5.2.1 吸附等温线模型38-40
• 5.2.2 吸附动力学40-44
• 5.2.3 吸附热力学44-45
• 5.3 油页岩灰渣基类水滑石(OSA-HTLc)吸附机理研究45-50
• 5.3.1 吸附后固体样品的FT-IR分析45-46
• 5.3.2 吸附后固体样品的X射线光电子能谱分析46-49
• 5.3.3 吸附机理探讨49-50
• 第6章 结论与建议50-52
• 6.1 结论50-51
• 6.2 建议51-52
• 参考文献52-59
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘长胜;;油页岩的综合开发利用[J];煤炭加工与综合利用;2010年03期

2 王改娟;周志平;;纳米孔聚乙酸乙烯酯-活性炭复合材料的制备及吸附性能研究[J];炭素;2008年03期

3 郭志强,倪哲明,俞卫华,王力耕,葛忠华;二元金属类水滑石的合成及其作为前驱体对NO_x的吸附性能研究[J];材料科学与工程学报;2004年06期

4 王仲鹏,苏继新,蒋政,王晓鹏,郝郑平;CuMgAlFeNO_3型纳米层状复合氢氧化物的制备与表征[J];中国稀土学报;2003年S2期

5 张建梅;重金属废水处理技术研究进展(综述)[J];西安联合大学学报;2003年02期

6 蒋清民,柴凤兰;工业废水处理技术进展[J];河南化工;2003年01期

7 魏明安;油页岩综合利用途径探讨[J];矿冶;2002年02期

8 鲁安怀;环境矿物材料基本性能——无机界矿物天然自净化功能[J];岩石矿物学杂志;2001年04期

9 谢晖,矫庆泽,段雪;镁铝型水滑石水热合成[J];应用化学;2001年01期

10 周燕婷,李峰,杜以波,DGEvans,段雪;镁铝复合金属氧化物结构、催化性能及其在一步法制备醇醚醋酸酯中的应用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年01期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 包维维;吸附材料的制备及其对重金属离子和染料吸附性能研究[D];吉林大学;2013年

2 秦庆东;功能化介孔材料MCM-41选择性吸附水中污染物的性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 王宇;利用农业秸秆制备阴离子吸附剂及其性能的研究[D];山东大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵晓光;过氧化钛的制备及其吸附性能研究[D];吉林大学;2014年

  本文关键词：油页岩灰渣基类水滑石吸附材料的制备及其对重金属离子去除性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：435996